资讯
首页  >  专题  >  环球科学  >  环球科学<前沿资讯>

电化学还原二氧化碳制备乙醇

来源:环球科学

新加坡国立大学的研究人员发现了一种新机制:利用铜银(Cu-Ag)复合催化剂,通过电化学选择性还原二氧化碳(CO2)来制备乙醇。(图片来源:CC0 Public Domain)

使用可再生能源发电,利用电化学方法将二氧化碳还原为燃料和化学药品代表着人们朝着减少碳排放的目标前进了一步。铜(Cu)材料是这一过程的催化剂,因为它们对多碳产品具有最高的电化学活性。

然而,它们对乙醇(C2H5OH)的选择性总是低于对乙烯(C2H4)的选择性,而乙醇是一种有价值的燃料和化学原料。与乙醇相比,乙烯更易生成,这源于从二氧化碳中产生C2分子的CO二聚反应机制,在这种机制中,具有较低能量位垒的乙烯优于乙醇被生成。

新南威尔士大学化学系的Jason Yeo Boon Siang教授带领的研究团队与巴塞罗那大学的Federico Calle-Vallejo博士领导的团队合作,表明了由银(Ag)助催化剂提供的CO分子的流入,能够激活Cu上原本锁定的机制途径,将二氧化碳气体转化为乙醇。

研究团队测试了由氧化铜纳米线和银粉的混合物制成的一系列Cu-Ag复合催化剂对CO2的电化学还原活性。在还原CO2的过程中,Ag将CO2转化为CO,这些CO分子迁移到Cu活性位点,进一步被还原为烃(乙烯)和醇(乙醇)。研究人员改变了复合物中的Ag/Cu比和Ag粒径,以增加从银迁移到铜材料活性部位的CO流入量。

实验结果表明,CO流入量的增加使乙醇的产量提高了五倍,而没有提高乙烯产量。反应机理的理论模拟表明,Cu-Ag界面形成C-C键的主要步骤是CO+CHx而不是CO+CO。当反应通过CO+CHx步骤进行时,乙醇是唯一的产物,这一反应发生在活性位点上,而生成乙烯的CO+CO步骤则发生在其他位置。

该研究小组的进一步计划包括通过催化剂设计使活性位点数目最大化,并使用高通量流动单元配置进行大规模生产。

Yeo教授说:“这项工作表明,大量媒介气流的引入开启了先前封闭的反应路径。这一概念为以前无法获得的新合成机制提供了新的可能性。”

翻译:曾欣欣

审校:董子晨曦

引进来源:新加坡国立大学

本文来自:环球科学
特别声明:本文转载仅仅是出于科普传播信息的需要,并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性;如其他媒体、网站或个人从本网站转载使用,须保留本网站注明的“来源”,并自负版权等法律责任;作者如果不希望被转载或其它相关事宜,请与我们接洽。
[责任编辑:环球科学]
分享到:
文章排行榜
©2011-2025 版权所有:中国数字科技馆
未经书面许可任何人不得复制或镜像
京ICP备11000850号-1 京公网安备11010502039775号
信息网络传播视听节目许可证0111611号
国家科技基础条件平台
./t20200530_1024527_taonews.html