Technical photosynthesis involving CO2 electrolysis and fermentation

合成气 人工光合作用 电解 工艺工程 环境科学 化学 可再生能源 电解水 材料科学 制浆造纸工业 废物管理 化学工程 工程类 有机化学 电极 催化作用 电气工程 物理化学 电解质 光催化
作者
Thomas Haas,Ralf Krause,Rainer Weber,Martin Demler,Guenter Schmid
出处
期刊:Nature Catalysis [Nature Portfolio]
卷期号:1 (1): 32-39 被引量:530
标识
DOI:10.1038/s41929-017-0005-1
摘要

Solar-powered electrochemical reduction of CO2 and H2O to syngas, followed by fermentation, could lead to sustainable production of useful chemicals. However, due to insufficient electric current densities and instabilities of current CO2-to-CO electrolysers, a practical, scalable artificial photosynthesis remains a major challenge. Here, we address these problems using a commercially available silver-based gas diffusion electrode (used in industrial-scale chlorine–alkaline electrolysis) as the cathode in the CO2 electrolyser. Electric current densities up to 300 mA cm–2 were demonstrated for more than 1,200 hours with continuous operation. This CO2 electrolyser was coupled to a fermentation module, where the out-coming syngas from the CO2 electrolyser was converted to butanol and hexanol with high carbon selectivity. Conversion of photovoltaic electricity, CO2 and H2O to the desired alcohols achieved close to 100% Faradaic efficiency. Industrial production of useful and high-value chemicals via artificial photosynthesis is closer than expected with the proposed scalable hybrid system. The generation of useful chemicals from CO2 and renewable energy is an attractive—but challenging—endeavour. This work reports on the long-term operation of commercial electrodes for efficient CO2 reduction, with subsequent fermentation of the syngas product completing the technical photosynthesis of alcohols.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
琦铉完成签到,获得积分10
刚刚
学术野猪完成签到,获得积分10
刚刚
秋向秋完成签到,获得积分10
刚刚
liu发布了新的文献求助10
刚刚
大个应助lucas采纳,获得10
1秒前
FD完成签到,获得积分10
1秒前
蟋蟀狂舞完成签到,获得积分10
2秒前
李爱国应助LouieHuang采纳,获得30
2秒前
OK完成签到,获得积分10
2秒前
高贵的往事完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
niuniu顺利毕业关注了科研通微信公众号
3秒前
千山孤风完成签到,获得积分0
3秒前
wyl发布了新的文献求助10
3秒前
爱看文献的小恐龙完成签到,获得积分10
3秒前
D1fficulty完成签到,获得积分10
4秒前
一颗小白菜完成签到,获得积分10
4秒前
南瓜气气完成签到,获得积分10
6秒前
云儿完成签到,获得积分20
6秒前
李婷婷完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
QZZ完成签到,获得积分10
6秒前
changjing5638完成签到,获得积分10
6秒前
乐乐应助复杂萃采纳,获得10
6秒前
why完成签到,获得积分10
7秒前
蒽en完成签到,获得积分10
7秒前
小马甲应助75986686采纳,获得10
7秒前
流沙无言完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
randylch完成签到,获得积分0
8秒前
8秒前
畅快芝麻完成签到,获得积分10
8秒前
老陆发布了新的文献求助10
9秒前
squeak发布了新的文献求助10
9秒前
心灵美千秋完成签到 ,获得积分10
10秒前
俭朴的寇完成签到,获得积分10
11秒前
Lucifer完成签到,获得积分10
11秒前
蒽en发布了新的文献求助10
11秒前
罗明明完成签到 ,获得积分10
12秒前
13秒前
高分求助中
ISCN 2024 - An International System for Human Cytogenomic Nomenclature (2024) 3000
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2500
One Man Talking: Selected Essays of Shao Xunmei, 1929–1939 (PDF!) 1000
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 450
Tip60 complex regulates eggshell formation and oviposition in the white-backed planthopper, providing effective targets for pest control 400
A Field Guide to the Amphibians and Reptiles of Madagascar - Frank Glaw and Miguel Vences - 3rd Edition 400
China Gadabouts: New Frontiers of Humanitarian Nursing, 1941–51 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3788571
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3333821
关于积分的说明 10264942
捐赠科研通 3049958
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1673735
邀请新用户注册赠送积分活动 802206
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 760549