优化和可扩展的两电子氧化水使用C纤维纸作为电极,辅助斯坦酸盐的优化和扩展性

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
• 绿色化学 绿色化学

背景情况:

• 电化学过氧化 (H2O2) 生产为传统方法提供了一个可持续的替代方案.
• 两电子的水氧化反应 (2e− WOR) 对于与二氧化碳价值化等过程的合是有利的.
• 添加钻石 (BDD) 阳极是有效的,但昂贵,限制了广泛采用.

研究的目的:

• 为了比较碳纤维纸 (CFP) 和BDD阳极对2e− WOR的性能.
• 使用CFP优化操作参数,以提高H2O2的生产.
• 识别和解决电极被动化问题,并探索替代稳定剂.

主要方法:

• 在优化条件下对CFP和BDD阳极进行比较电化学分析.
• 使用Na2SiO3对电极被动化的研究和Na2SnO3作为稳定剂的探索.
• 在H电池和流电池配置中的性能评估.

主要成果:

• CFP阳极实现了稳定的H2O2生产,速度高达23.3μmol cm−2 min−1和~38%的法拉达效率 (FE).
• 在优化条件下,CFP表现出可比或更高的发电率和FE比BDD.
• Na2SnO3有效地稳定了电极,防止了被动化并提高了耐用性,CFP在多个6小时周期中表现出稳定性.

结论:

• 具有成本效益的CFP阳极是BDD的可行的替代方案,用于可扩展的电化学H2O2生产.
• 优化条件和Na2SnO3的使用显著提高了CFP的性能和耐用性.
• 开发的CFP系统在可持续的H2O2合成中显示出强大的工业应用潜力.