CO₂通过间歇性电力在比斯穆特气体扩散电极中将其减少为甲状酸/甲状酸盐

科学领域:

• 电化学 电化学 电化学
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 可再生能源可再生能源是可再生能源.

背景情况:

• 可再生能源产生间歇性电力,导致潜在的废物,如果不管理.
• 分散的二氧化碳转化对于可持续的化学生产至关重要.
• (Bi) 为电催化提供了一个负担得起的,无毒的替代品.

研究的目的:

• 开发创新的气体扩散电极 (GDE),用于间歇性电力运行.
• 为了优化GDE,使用基于比斯的电催化剂,以有效地减少二氧化碳到酸.
• 在现实的间歇电流模式下评估这些GDE的性能和弹性.

主要方法:

• 系统优化廉价的Bi/Bi2O3混合物用于GDE催化剂组成.
• 在电流密度为150 mA cm-2的21小时的初始评估.
• 在模拟可再生电力供应的三个现实的间歇电流模式下进行测试.
• 评估法拉第克效率 (FE),格式合成速率和催化剂损耗.

主要成果:

• 在初始评估期间,优化的Bi/Bi2O3 GDE实现了高法拉代效率 (≈90%) 与较小的催化剂损失.
• 在现实的间歇电流模式下观察到一致的高FE (≈90%) 和稳定的格式合成率.
• 在没有参数优化的情况下,GDE通过快速电流密度调整 (60秒) 展示了强大的性能.
• 在电解之间的脱极化阶段,催化剂损耗增加,这表明了未来优化领域.

结论:

• 基于Bi的GDE的灵活运行可用于利用间歇性电力.
• 优化操作参数可以最大限度地减少正极腐蚀,提高长期稳定性.
• 这些GDE为分散的酸生产提供了成本高效和环保的方法.