研究人员认为，局部CO2浓度的调节可以提高选择性、转化率和电极稳定性，并为低成本控制排放的电化学CO2还原技术提供了新的思路。

 

韩科院的一个研究小组提出了三种新的方法来调制基于气体扩散电极(GDE)的流动电解槽中的局部二氧化碳(CO2)浓度。他们的研究还实证地证明，提供一个适中的局部二氧化碳浓度对于促进碳-碳(C-C)耦合反应产生多碳分子是有效的。这项工作被刊登在5月20日出版的《焦耳》杂志上，杏耀游戏玩家作为调整二氧化碳质量运输以优化有价值的多碳产品生产的合理指南。

 

在全球努力减少和循环利用人为二氧化碳排放的过程中，电解二氧化碳在将二氧化碳转化为有用的化学物质方面大有希望，而这些化学物质传统上是从化石燃料中提取的。由于二氧化碳能量密度高、市场规模大，许多研究都试图提高其在商业和工业上对乙烯、乙醇和1-丙醇等高价值多碳产品的选择性。

 

为了将二氧化碳高选择性地转化为有价值的多碳产品，过去的研究主要集中在催化剂的设计和pH、阳离子和分子添加剂等局部环境的调节上。

 

传统的CO2电解系统严重依赖碱性电解质，而碱性电解质在与CO2反应时往往大量消耗，从而导致操作成本的增加。此外，由于其固有的化学反应活性，催化剂电极的寿命很短。

 

在最近的研究中，由材料科学与工程系Jihun Oh教授领导的一组韩国科学技术院研究人员报告说，当地的二氧化碳浓度在很大程度上是影响多碳产品选择性的一个被忽视的因素。

 

Oh教授和他的研究人员Ying Chuan Tan, Hakhyeon Song, Kelvin Berm Lee提出在电化学CO2还原反应中，局部CO2和多碳产物选择性之间存在着密切的关系。该团队采用了基于gde的流动电解槽的质量传输模型，该电解槽利用氧化铜(Cu2O)纳米颗粒作为模型催化剂。然后，他们确定并应用了三种方法来调节基于gde的电解系统中的局部CO2浓度，包括1)控制催化剂层结构，2)CO2饲料浓度和3)饲料流量。

 

与通常的直觉相反，研究表明，提供一个最大的二氧化碳输送导致次最佳的多碳产品法拉第效率。相反，通过限制和提供适当的局部二氧化碳浓度， 杏耀平台的体会，可以显著增强C-C耦合。

 

研究人员通过实验证明，选择性率从25.4%提高到61.9%，二氧化碳转化率从5.9%提高到22.6%。当使用一种便宜的温和的近中性电解液时，CO2电解体系的稳定性得到了很大的提高，可以稳定选择生产超过10小时的多碳产品。

 

该论文的第一作者谭博士说:“我们的研究清楚地表明，杏耀注册优化本地二氧化碳浓度是将二氧化碳转化为高价值多碳产品的效率最大化的关键。”

 

Oh教授补充说:“这一发现有望为研究社区提供新的见解，即影响局部CO2浓度的变量也是影响电化学CO2还原反应性能的因素。”我和同事希望我们的研究能成为相关技术及其工业应用的基石。”