当前位置:
X-MOL 学术
›
ACS Energy Lett.
›
论文详情
Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your
feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
CO2 Conversion to Butene via a Tandem Photovoltaic–Electrochemical/Photothermocatalytic Process: A Co-design Approach to Coupled Microenvironments
ACS Energy Letters ( IF 19.3 ) Pub Date : 2024-08-15 , DOI: 10.1021/acsenergylett.4c01866 Kyra M. K. Yap 1, 2, 3 , Aisulu Aitbekova 3, 4 , Matthew Salazar 3, 5 , Tobias A. Kistler 3, 6 , Melanie Rodríguez Pabón 2, 3 , Magel P. Su 3, 4 , Nicholas B. Watkins 3, 5 , Sang-Won Lee 1, 2, 3 , Peter Agbo 3, 6 , Adam Z. Weber 3, 6 , Jonas C. Peters 3, 5 , Theodor Agapie 3, 5 , Adam C. Nielander 1, 3 , Harry A. Atwater 3, 4 , Thomas F. Jaramillo 1, 2, 3 , Alexis T. Bell 3, 6, 7
ACS Energy Letters ( IF 19.3 ) Pub Date : 2024-08-15 , DOI: 10.1021/acsenergylett.4c01866 Kyra M. K. Yap 1, 2, 3 , Aisulu Aitbekova 3, 4 , Matthew Salazar 3, 5 , Tobias A. Kistler 3, 6 , Melanie Rodríguez Pabón 2, 3 , Magel P. Su 3, 4 , Nicholas B. Watkins 3, 5 , Sang-Won Lee 1, 2, 3 , Peter Agbo 3, 6 , Adam Z. Weber 3, 6 , Jonas C. Peters 3, 5 , Theodor Agapie 3, 5 , Adam C. Nielander 1, 3 , Harry A. Atwater 3, 4 , Thomas F. Jaramillo 1, 2, 3 , Alexis T. Bell 3, 6, 7
Affiliation
We developed a tandem, unassisted, solar-driven electrochemical and photothermocatalytic process for the single-pass conversion of CO2 to butene using only simulated solar irradiation as the energetic input. The two-step process involves electrochemical CO2 reduction (CO2R) to ethylene followed by ethylene dimerization to butene. We assessed two unassisted electrochemical setups to concentrate ethylene in the CO2R reactor, achieving concentrations up to 5.4 vol% with 1.8% average solar-to-ethylene conversion and 5.6% average CO2-to-ethylene single-pass conversion under 1-sun illumination. When the effluent electrochemical gas stream was passed through the photothermocatalytic ethylene oligomerization reactor, we generated 600 ppm of butene under 3-sun illumination. Through analysis of this process, we identified that the presence of H2, CO, and H2O leads to rapid deactivation of the Ni-based ethylene oligomerization catalyst.
中文翻译:
通过串联光伏-电化学/光热催化过程将二氧化碳转化为丁烯:耦合微环境的协同设计方法
我们开发了一种串联、无辅助、太阳能驱动的电化学和光热催化工艺,仅使用模拟太阳辐射作为能量输入,将 CO 2单程转化为丁烯。该两步法涉及电化学CO 2还原(CO 2 R)为乙烯,随后乙烯二聚为丁烯。我们评估了两种在 CO 2 R 反应器中浓缩乙烯的无辅助电化学装置,在 1- 条件下实现了高达 5.4 vol% 的浓度,平均太阳能转化为乙烯的转化率为 1.8%,CO 2转化为乙烯的平均单程转化率为 5.6%太阳照明。当流出的电化学气流通过光热催化乙烯低聚反应器时,我们在 3 太阳光照下产生了 600 ppm 的丁烯。通过对该过程的分析,我们发现H 2 、CO和H 2 O的存在会导致镍基乙烯齐聚催化剂快速失活。
更新日期:2024-08-15
中文翻译:
通过串联光伏-电化学/光热催化过程将二氧化碳转化为丁烯:耦合微环境的协同设计方法
我们开发了一种串联、无辅助、太阳能驱动的电化学和光热催化工艺,仅使用模拟太阳辐射作为能量输入,将 CO 2单程转化为丁烯。该两步法涉及电化学CO 2还原(CO 2 R)为乙烯,随后乙烯二聚为丁烯。我们评估了两种在 CO 2 R 反应器中浓缩乙烯的无辅助电化学装置,在 1- 条件下实现了高达 5.4 vol% 的浓度,平均太阳能转化为乙烯的转化率为 1.8%,CO 2转化为乙烯的平均单程转化率为 5.6%太阳照明。当流出的电化学气流通过光热催化乙烯低聚反应器时,我们在 3 太阳光照下产生了 600 ppm 的丁烯。通过对该过程的分析,我们发现H 2 、CO和H 2 O的存在会导致镍基乙烯齐聚催化剂快速失活。