多伦多大学Joule：降低一氧化碳电化学还原至乙烯的能耗路径

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随着二氧化碳（CO₂）排放的增加，开发CO₂减排技术变得至关重要。将CO₂电还原为乙烯（C₂H₄）是一种有潜力的减碳技术，因为乙烯是最重要的有机化合物之一。然而，直接CO₂电解过程中会形成碳酸盐，导致能量效率低下。本文提出了一种两步级联系统，通过将CO₂首先转化为CO，然后在碱性电解槽中将CO转化为乙烯，以提高CO₂的利用率和能效。 成果简介 本文开发了一个计算模型，模拟了一种碱性膜电极组装电解槽（MEA）中的CO还原反应（CORR），并通过实验验证了该模型。研究表明，通过多参数优化，可以显著降低CO电解槽的能量强度。模型分析指出，未来的研究需要在阴极催化剂选择性、薄阴离子交换膜（ < 25 μm）、增强的离子交换容量（1.7-3.4 mmol/g）、提高的阳极活性（>56%超电势降低）和优化操作条件（1-4 M KOH，25-75°C，>300 mA/cm²）方面 ………………………………