來源：《中國科學報》第1版 要聞

　　發布時間：2023-01-31

研究人員正在進行二氧化碳／一氧化碳電解性能測試。中科院大連化學物理研究所供圖

　　本報訊（見習記者孫丹寧）中科院大連化學物理研究所包信和院士、汪國雄研究員、高敦峰研究員團隊在二氧化碳/一氧化碳電解制備燃料和化學品研究中取得新進展。團隊揭示了堿性膜電解器中二氧化碳/一氧化碳電催化還原反應覆蓋度驅動的選擇性變化機制，并組裝出千瓦級電堆，其電解性能達目前文獻報道最高值。該成果可以實現鋼廠尾氣或者化工尾氣的高值化利用，為二氧化碳/一氧化碳電解技術從實驗室到實際應用奠定了技術基礎。相關成果近日發表于《自然-納米技術》。

　　利用可再生能源產生的電能，二氧化碳電解反應可以將二氧化碳轉化為高附加值燃料和化學品。乙烯、乙酸和乙醇等多碳產物具有較高的能量密度和市場需求，是理想的電解產物。然而，在工業級電流密度下高選擇性生成多碳產物仍然是個挑戰。

　　研究團隊基于鋼鐵工業排放出大量的二氧化碳/一氧化碳混合尾氣這一現狀，通過改變進料氣組成來調變堿性膜電解器陰極氧化銅催化劑的微環境，實現了在工業級電流密度下高效二氧化碳/一氧化碳電解制備多碳產物。隨著進料氣中一氧化碳壓力的增加，電解主產物逐漸由乙烯轉變為乙酸，且電流密度顯著增加。

　　為進一步驗證電解過程的可行性，團隊組裝了4節100平方厘米的堿性膜電堆，其電解功率最高達到2.85千瓦，在總電流為150安培時，乙烯的生成速率為457.5毫升每分鐘；在總電流為250安培時，乙酸的生成速率為2.97克每分鐘。

　　“團隊在電化學器件上進行了創新，研制了高性能堿性膜電解器件來電解二氧化碳/一氧化碳?！蓖魢劢榻B，“同時，我們通過改變反應氣中一氧化碳分壓來調控電極催化劑微環境，揭示了反應覆蓋度驅動的選擇性轉變機制?！?/p>

　　該研究不僅為單一多碳產物的定向生成提供了重要參考，而且為二氧化碳/一氧化碳電解從實驗室走向實際應用奠定了技術基礎。

　　相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41565-022-01286-y

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