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:573
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
拼搏秋应助重中之重采纳,获得10
1秒前
酷波er应助XQQDD采纳,获得10
1秒前
灵灵完成签到 ,获得积分20
1秒前
Wiz111发布了新的文献求助10
3秒前
在水一方应助谦让的烧鹅采纳,获得10
3秒前
3秒前
4秒前
4秒前
量子星尘发布了新的文献求助20
4秒前
ZHAO发布了新的文献求助10
5秒前
共享精神应助斯梵德采纳,获得10
6秒前
思源应助张张的尾巴采纳,获得30
6秒前
Kim_发布了新的文献求助10
7秒前
小二郎应助呆萌的映易采纳,获得10
8秒前
lucky完成签到,获得积分10
8秒前
失眠的数据线完成签到,获得积分10
9秒前
浮游应助酱啊油采纳,获得10
9秒前
sxy完成签到,获得积分10
10秒前
亚尔完成签到,获得积分10
11秒前
共享精神应助赵三仟采纳,获得10
11秒前
11秒前
NexusExplorer应助123采纳,获得10
12秒前
ZHAO完成签到,获得积分10
12秒前
科研通AI5应助无限幻枫采纳,获得10
12秒前
罗小悦完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
13秒前
13秒前
大刘完成签到,获得积分10
14秒前
野猪佩奇完成签到,获得积分10
15秒前
刘瀚臻发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
哎哎发布了新的文献求助10
15秒前
整齐的鑫鹏完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
zlt完成签到,获得积分10
16秒前
19秒前
斯梵德发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
20秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Feigin and Cherry's Textbook of Pediatric Infectious Diseases Ninth Edition 2024 4000
Einführung in die Rechtsphilosophie und Rechtstheorie der Gegenwart 1500
Cowries - A Guide to the Gastropod Family Cypraeidae 1200
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 1000
青少年心理适应性量表(APAS)使用手册 700
Air Transportation A Global Management Perspective 9th Edition 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5002999
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4247820
关于积分的说明 13234366
捐赠科研通 4046818
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2213919
邀请新用户注册赠送积分活动 1223992
关于科研通互助平台的介绍 1144289