研讨完成高效酸性二氧化碳电复原制甲酸

  高敏锐和唐凯斌课题组协作，研发了一种具有“储液池”结构的片状铋基催化剂，在酸性环境中营建了局域强碱微环境，按捺了析氢副反应，促进二氧化碳向甲酸高效转化。12月12日，相关研讨成果发表于

  电催化二氧化碳复原制备高的附加价值碳基产品，不光能够完成二氧化碳的资源化使用，还可有用贮存间歇性可再生电能。甲酸是一种重要的化工原料，大范围的应用于有机化工原料组成和储氢资料制备等范畴。

  在酸性介质中，电催化二氧化碳复原能够直接制备纯甲酸水溶液，被以为是一种十分有远景的能源供应途径。但是，酸性介质中析氢动力学更占优势，怎么按捺氢气生成，完成高甲酸生产率仍然是一个巨大应战。

  研讨人员模仿催化剂外表的物种散布和pH值状况，发现“储液池”结构能有用富集羟基和钾离子，使电极外表呈局域碱性。相反，颗粒状催化剂外表的pH值很低，首要发生析氢副反应。

  电催化功能测验标明，在电位相对于规范氢电极为1.7 伏特时，“储液池”催化剂的甲酸法拉第功率到达最大值95.5%，而氢气法拉第功率被按捺在3%以下。催化剂安稳性评价标明，在总电流密度为300毫安每平方厘米时，“储液池”结构催化剂能安稳法拉第功率不变，而铋颗粒催化剂则快速失活。这些成果证明，“储液池”结构能按捺羟基向外分散和质子向内分散，在电极标明发生安定的局域强碱微环境，然后按捺氢气生成，进步二氧化碳到甲酸的选择性。

  进一步地，研讨人员在超薄活动电解槽中测验“储液池”催化剂的二氧化碳转化功能。在电流为1.25安培时，“储液池”催化剂的甲酸法拉第功率到达95.8%；在槽压为2.96伏特时，甲酸全电池能量功率到达40%，单程转化功率可达79%，这种体现超过了从前在酸性介质中报导的水平。经过在0.5安培电流下安稳电解50小时，研讨人员终究电组成360毫升纯度为4.2分量百分数的甲酸水溶液。

  审稿人以为，“该作业有着十分强的立异性，为处理酸性二氧化碳复原过程中严峻的析氢副反应难题供给了新的思路。这种储液池催化剂的概念有望应用于其他二氧化碳复原催化剂的规划，以此来完成高的附加价值产品的高选择性组成。”（来历：我国科学报 王敏）