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一節鋰離子電池,就能實現二氧化碳的工業級轉化

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2020年03月13日  

使用一節鋰離子電池,便可實現二氧化碳(CO2)的工業級轉化。這是化學與分子科學學院肖麗、莊林課題組關于CO2電化學轉化的最新研究進展。這將徹底打消工業界對CO2電化學轉化技術的顧慮,同時由于工作條件溫和,無須高溫高壓,技術成本可大幅降低。


英國皇家化學會能源領域旗艦期刊Energy&EnvironmentalScience(《能源環境科學》,影響因子30+)近日在線發表了這一成果,博士生尹征磊和彭漢青是論文共同第一作者。


將CO2轉化為液態燃料或高附加值化學品是近年來非常熱門的研究領域,其中電化學方法是最被看好的途徑,因為電化學可以直接利用太陽能、風能等可再生能源產生的電力。不過,電化學方法還原CO2這項技術的前景一直存在爭議。由于CO2在水溶液中的溶解度低(約40mmol/L),會限制此技術的工業應用規模。突破CO2溶解度限制須借助氣體擴散電極,特別是采用聚合物電解質(polymerelectrolyte)代替傳統的液態電解質。然而,由于缺乏適用的高性能堿性聚合物電解質(APE),目前多數CO2電解器不得不采用流動電解液的設計。


肖麗、莊林課題組在堿性聚合物電解質燃料鋰電池(APEFC)方面開展了近二十年的研究,近年來在材料、催化和器件等方面不斷取得突破性進展。同時,他們積極探索將高性能APE應用于CO2電解器,終于取得重要突破。基于APE的CO2電解器工作在溫和條件下(室溫至90攝氏度),采用純水操作,無須加入任何液態電解質,該電解器的電流密度高達500mA/cm2@3V,與工業水電解的電流密度相當,而且CO2轉化為CO的法拉第效率達90%。


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