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陶瓷電極高溫電解二氧化碳制CO獲進展

陶瓷電極高溫電解二氧化碳制CO獲進展

固體氧化物電解池可高效電解 CO22O,將電能轉化為燃料能源,法拉第電流效率可高達100%,在可再生能源利用方面具有重要的研究意義和商業化應用前景。氧化還原穩定的鈣鈦礦型 SrTiO3基陶瓷電極可實現直接高溫電解過程,且高溫穩定性和熱循環性能優異,但陶瓷電極催化活性不足仍然是一個巨大的挑戰。

科學院福建物質結構研究所功能納米結構設計與組裝重點實驗室研究員謝奎及其團隊在國家自然科學基金項目和中科院海西研究院「百人計劃」項目資助下,通過協同控制 SrTiO32分子的高溫化學吸附性能,基於氧空位與金屬催化劑相互耦合構築催化活性結構,構築複合電極表界面新體系,大幅提高陰極直接電催化裂解還原 CO2的活性。該工作闡明了研究電極表界面原位構築機理,明確了活性位點、活性結構、活性物種和催化性能的關聯,並實現了高溫電解 CO2 2的機制與過程,陶瓷電極表面活性結構在多次氧化還原循環后性能仍然穩定具有重要的實用價值,該工作為清潔能源利用與循環提供有價值的參考。相關成果發表於《自然-通訊》(

Nature Communications

, 2017, 8:14785-14795)。

此前該研究團隊也基於調控陶瓷電極可逆相變發展出新型氧化還原可逆的陶瓷基複合電極 Fe/FeV2424電子導體表面,構築具有異質結結構的納米金屬/陶瓷複合電極體系,實現了高效的高溫電解水蒸氣制氫(

Advanced Science

, 2016, 3, 1500186)。

福建物構所陶瓷電極高溫電解二氧化碳制 CO 獲進展

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