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2022-11-18
顆粒在線訊：近日，中國科學(xué)院上海高等研究院研究員魏偉、陳為團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了銅中空纖維氣體透散電極，為三相界面活性位點(diǎn)提供無限量CO2突破低CO2溶解度限制瓶頸，實(shí)現(xiàn)了在安培級電流密度下電還原CO2生成多碳產(chǎn)物。相關(guān)研究成果以Ampere-level CO2 reduction to multicarbon products over a copper gas penetration electrode為題，在線發(fā)表在《能源環(huán)境科學(xué)》 （Energy & Environmental Science，DOI：doi.org/10.1039/D2EE02121H）上。
由可再生電能驅(qū)動(dòng)的CO2電化學(xué)轉(zhuǎn)化為增值化學(xué)燃料，在減少CO2凈排放和滿足能源需求方面具有雙重作用。然而，由于多個(gè)質(zhì)子-電子耦合和C-C耦合步驟的緩慢動(dòng)力學(xué)，eCO2RR到C2+產(chǎn)物的電流密度不足以用于工業(yè)規(guī)模實(shí)施。低CO2溶解度（25℃和1 atm下僅為34 mM）和厚的傳質(zhì)邊界層阻礙了CO2傳質(zhì)，因而開發(fā)在高電流密度下高C2+產(chǎn)物產(chǎn)量化的高效電極頗為重要，而設(shè)計(jì)、發(fā)展新型電極構(gòu)型是實(shí)現(xiàn)CO2向高價(jià)值多碳產(chǎn)物高效轉(zhuǎn)化的重要研究方向。
科研團(tuán)隊(duì)致力于電催化CO2轉(zhuǎn)化研究，開展了系列基礎(chǔ)與應(yīng)用研究，在合金、摻氮碳催化劑電催化CO2高效合成高附加值含氧化合物以及新型中空透散電極等方面取得了進(jìn)展。目前，正在與相關(guān)企業(yè)合作，進(jìn)行不同規(guī)模技術(shù)驗(yàn)證與工程放大，推動(dòng)CO2電還原相關(guān)研究成果盡快從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嶋H應(yīng)用，有望形成具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和重要影響力的二氧化碳電還原工程技術(shù)。
研究工作得到國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“催化科學(xué)”重點(diǎn)專項(xiàng)、中科院、內(nèi)蒙古自治區(qū)科學(xué)技術(shù)廳等的支持。
中空纖維銅電極高效電還原CO2示意圖與電催化性能
來源：上海高等研究院
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