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ACS Energy Lett.：FE>93%！膜電極組件電解槽中低濃度CO2氣體的電催化還原

鑒于純CO₂的昂貴氣體調(diào)節(jié)過程，低濃度CO₂的直接轉(zhuǎn)化是一種必要的方法，但尚未在膜電極組件（MEA）電解槽中進(jìn)行深入研究。

近日，韓國(guó)科學(xué)技術(shù)研究院Da Hye Won和Ung Lee、韓國(guó)首爾國(guó)立大學(xué)Yun Jeong Hwang（共同通訊作者）等人報(bào)道了零間隙MEA電解槽中不同CO₂濃度下的CO₂還原，發(fā)現(xiàn)在低CO₂濃度下抑制析氫反應(yīng)（HER）變得更為關(guān)鍵。

作者證明了鎳（Ni）單原子（Ni-N/C）催化劑對(duì)低CO₂分壓（P_CO2）表現(xiàn)出很高的耐受性，因?yàn)槠浔旧砭哂休^大的活化能。Ni-N/C比Ag納米顆粒的CO產(chǎn)率高，尤其是在零間隙MEA的低CO₂濃度下。

當(dāng)P_CO2從1.0降低到0.1 atm時(shí)，Ni-N/C的CO法拉第效率（FE_CO）始終超過了93%，而Ag納米顆粒的FE_CO從94%降低到了40%。

此外，在計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)模擬的基礎(chǔ)上，作者開發(fā)了控制水從陽極液轉(zhuǎn)移到催化劑層的外部操作條件，并在MEA電解槽的低CO₂濃度下提高了CO選擇性。

Electrocatalytic Reduction of Low Concentrations of CO₂ Gas in a Membrane Electrode Assembly Electrolyzer. ACS Energy Lett., 2021, DOI: 10.1021/acsenergylett.1c01797.

https://doi.org/10.1021/acsenergylett.1c01797.

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