近日,中国科学技术大学熊宇杰教授和团队开发了一种激光照射方法,借此造出一种晶格畸变铋催化剂。与此同时,他们还开发出一套新型电解装置,在配备湿热通风收集系统的膜电极组件上,成功实现了高浓度纯甲酸溶液的生产,并且可以连续稳定运行超过 300 小时。即在 200mAcm-2 的工业级电流密度之下,通过 300 小时的连续电化学二氧化碳还原反应,就能生产高浓度的甲酸。
(来源:Angewandte Chemie International Edition) 1、为了评估这一系统的实用性,课题组进行了全面的技术经济分析和生命周期评估,结果显示本次方法有潜力替代目前主流的甲酸生产方法。
2、为了进一步证明本次系统的实用性,他们直接利用所生产的甲酸溶液,为空气呼吸式甲酸燃料电池提供动力。结果发现在无需进行纯化处理的前提之下,就能获得 55mWcm-2 的功率密度,实现高达 20.1% 的总体能量效率。
3、通过此,课题组描述了一种通过电化学还原二氧化碳反应直接生产甲酸、并驱动燃料电池的方法,在发展电催化二氧化碳转化驱动甲酸能源经济上具有一定的可行性。这种利用电催化二氧化碳还原来生产纯甲酸溶液的方法,不仅有助于降低碳排放、实现碳固定的目标,而且符合国家的双碳战略。
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