什么是二氧化碳还原,为什么要进行测试研究,这篇文章告诉你
2024年,quan球二氧化碳排放量创历史新高,世界气象组织数据显示,2024年是首ge 全qiu平均气温比工业化前水平高出1.5℃以上的年份。在quan球气候变暖的时代背景下,电化学二氧化碳还原(CO2RR)是将二氧化碳转化为高附加值化学品、降低CO2排放的有效途径之一,具有广阔的应用前景。
当前,世界主要经济体都在加快CO2RR技术研究,促进“碳循环”发展。什么是CO2RR,为什么要进行测试研究?这篇文章告诉你。
电催化CO2RR技术简介
电催化CO2是利用水的氧化反应和CO2的还原反应,将CO2高效转化为碳基燃料的技术。
电催化CO2的还原产物精准可控,借助过渡金属催化剂的电子结构调控,可更好的把控C-C键的偶联,提升多碳产品的产出效率,实现更加有效的利用CO2,并减少污染。
电催化CO2RR具体可分为3个关键步骤 :
1、电子供应与传递
根据不同的技术路线,如PEM(质子交换膜)或AEM(阴离子交换膜),在阳极中,水电解产生的氢离子或氢氧根离子通过PEM或AEM交换膜定向迁移至阴极,驱动CO2还原。
2、CO2活化与中间体形成
CO2分子吸附在催化剂表面,通过与催化剂的化学键合形成稳定的中间体
3、催化还原与产物生成
中间体进一步接受电子和质子,通过多步还原反应生成目标产物。
电催化CO2RR技术有单碳C1产物(如一氧化碳CO、甲酸HCOOH、甲醇CH3OH、甲烷CH4),以及更高的能量密度和经济价值的多碳C2或C2+产物(如乙烯C2H4、乙醇C2H5OH等)。
电催化CO2RR技术挑战
CO2RR反应机理非常复杂,比如,压力依赖性调控CO2RR选择性的深层次机制、中间体的形成和转化机理、质子化优化策略研究、催化材料演变控制等方面都需要进一步研究。
在新型催化结构研究中,既要具有较高的电化学活性,又要满足产物高选择性,且催化反应稳定。很多科学家都在这方面有过深入探索。
电催化CO2RR测试研究
电催化CO2RR测试研究需要用到电解池系统、气液流量控制系统、产物分析系统、压力/温度调控系统等。
在研究中,评估电催化CO2RR性能有3个重要参数:电流密度、法拉第效率(FE)和电池电势。
电流密度越高,意味着电催化反应速率越快;FE数值越高,意味着产物选择性越高;电流电势越低,代表着较高的能量利用率。
武汉电弛新能源有限公司研制生产的DC 880⼆氧化碳还原测试系统顺应了国内电催化CO2RR科研需求,为老师同学们展开相关技术研究,提供得力助手.
DC 880系列支持高压二氧化碳还原反应,支持气液两相流体的流量及压力控制,兼容H型、flow-cell流动型、MEA型等多电解池种类,满足高性能测试研究需求。
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