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将 CO2 从水溶液高速选择性地转化为碳氢化合物
Nature Communications ( IF 14.7 ) Pub Date : 2023-06-01 , DOI: 10.1038/s41467-023-38963-y
Cornelius A Obasanjo 1 , Guorui Gao 1 , Jackson Crane 1 , Viktoria Golovanova 2 , F Pelayo García de Arquer 2 , Cao-Thang Dinh 1
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更新日期:2023-06-01
Nature Communications ( IF 14.7 ) Pub Date : 2023-06-01 , DOI: 10.1038/s41467-023-38963-y
Cornelius A Obasanjo 1 , Guorui Gao 1 , Jackson Crane 1 , Viktoria Golovanova 2 , F Pelayo García de Arquer 2 , Cao-Thang Dinh 1
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将二氧化碳 (CO 2 ) 电化学转化为碳氢化合物燃料,例如甲烷 (CH 4 ),为可再生电力的长期和大规模储存提供了一种有前途的解决方案。为实现该技术,CO 2到CH 4的转化必须在高电流下实现高选择性和能量效率。在这里,我们报告了一种电化学转化系统,该系统具有质子-碳酸氢盐-CO 2传质管理以及原位铜 (Cu) 活化策略,可在高电流下实现高 CH 4选择性。我们发现开放矩阵铜电极通过结合溶解的 CO 2维持足够的局部 CO 2浓度并且原位从碳酸氢盐产生CO 2 。通过交流电操作的原位 Cu 活化呈现并保持催化剂对 CH 4的高选择性。这些策略的组合导致 CH 4法拉第效率在宽电流密度范围 (100 – 750 mA cm -2 )内超过 70%,在 500 mA cm -2的电流密度下至少稳定 12 小时。该系统还在气体产品流中输送浓度为 23.5% 的 CH 4 。

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