电化学(中英文) ›› 2022, Vol. 28 ›› Issue (1): 2104231. doi: 10.13208/j.electrochem.210423
刘佩璇1,#, 彭芦苇1,#, 何瑞楠1, 李露露1, 乔锦丽1,2,*()
Pei-Xuan Liu1,#, Lu-Wei Peng1,#, Rui-Nan He1, Lu-Lu Li1, Jin-Li Qiao1,2,*()
摘要:
电化学二氧化碳还原反应(CO2RR)是一种利用间歇性可再生电力缓解环境问题,并且生产液体燃料和工业化学品的有前途的方法。然而,传统的H型反应器由于在电解液中较低的CO2溶解度以及两电极之间较大的极距而导致高欧姆电阻,严重限制了CO2RR的电化学性能,不利于CO2RR在工业应用的发展。在本文中,我们设计了一种基于0.5 mol·L-1 KHCO3的自生长Cu/Sn双金属电催化剂的高性能连续流膜电极组件(MEA)反应器,用于将CO2转化为甲酸。与H型反应器相比,流动式MEA反应器不仅显示出优异的电流密度(-1.11 VRHE时电流密度为66.41 mA·cm-2),而且还保持了较高的甲酸法拉第效率(89.56%),并且能够稳定工作至少20 h。本文还设计了一套新型CO2RR系统,可以有效地分离气态/液态产物。出乎意料的是,在-0.91 VRHE且电池电压为3.17 V时,甲酸的生产率为163 μmol·h-1·cm-2。本文为克服电化学CO2RR的传质限制以及分离液体和气体产物提供了一条新途径。