Recovering carbon losses in CO2 electrolysis using a solid electrolyte reactor

阳极 电解质 法拉第效率 材料科学 电解 化学工程 阴极 电化学 碳纤维 聚合物电解质膜电解 电解水 碳酸盐 无机化学 电极 化学 复合材料 冶金 复合数 物理化学 工程类
作者
Jung Yoon Kim,Peng Zhu,Feng-Yang Chen,Zhenyu Wu,David A. Cullen,Haotian Wang
出处
期刊:Nature Catalysis [Springer Nature]
卷期号:5 (4): 288-299 被引量:234
标识
DOI:10.1038/s41929-022-00763-w
摘要

The practical implementation of electrochemical CO2 reduction technology is greatly challenged by notable CO2 crossover to the anode side, where the crossed-over CO2 is mixed with O2, via interfacial carbonate formation in traditional CO2 electrolysers. Here we report a porous solid electrolyte reactor strategy to efficiently recover these carbon losses. By creating a permeable and ion-conducting sulfonated polymer electrolyte between cathode and anode as a buffer layer, the crossover carbonate can combine with protons generated from the anode to re-form CO2 gas for reuse without mixing with anodic O2. Using a silver nanowire catalyst for CO2 reduction to CO, we demonstrated up to 90% recovery of the crossover CO2 in an ultrahigh gas purity form (>99%), while delivering over 90% CO Faradaic efficiency under a 200 mA cm−2 current. A high continuous CO2 conversion efficiency of over 90% was achieved by recycling the recovered CO2 to the CO2 input stream. Crossover of CO2, in the form of carbonate, from the cathode to the anodic compartment places a major limitation on carbon efficiency in traditional CO2 electrolysis cells. Here, the authors place a porous solid electrolyte layer between the compartments, where protonation of carbonate during CO2 electrolysis allows recovery of over 90% of the lost CO2 gas.
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
Happyable完成签到,获得积分10
刚刚
Tess发布了新的文献求助10
刚刚
monologue发布了新的文献求助10
1秒前
脑洞疼应助风从海上来采纳,获得10
1秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
SY1005完成签到 ,获得积分10
3秒前
南屿发布了新的文献求助10
3秒前
啦啦啦完成签到,获得积分10
3秒前
七七完成签到,获得积分10
4秒前
彬9完成签到,获得积分10
5秒前
hdhuang完成签到,获得积分10
5秒前
乐乐应助林殊采纳,获得10
6秒前
嘿嘿嘿发布了新的文献求助50
6秒前
七七发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
bai完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
8秒前
等待盼雁完成签到,获得积分10
8秒前
Henvy完成签到,获得积分10
8秒前
啦啦啦发布了新的文献求助10
9秒前
周雨婷完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
11秒前
青杉杉发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
爱sun完成签到 ,获得积分10
12秒前
12秒前
钰L发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
mrpy发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
Forever完成签到,获得积分10
14秒前
劲仔小梁发布了新的文献求助10
15秒前
科研通AI6应助愉快的奎采纳,获得10
16秒前
嘿嘿应助105400155采纳,获得30
16秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
16秒前
淡淡的从雪完成签到 ,获得积分10
18秒前
He发布了新的文献求助30
18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
Predation in the Hymenoptera: An Evolutionary Perspective 1800
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1561
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 1200
Holistic Discourse Analysis 600
Beyond the sentence: discourse and sentential form / edited by Jessica R. Wirth 600
Atlas of Liver Pathology: A Pattern-Based Approach 500
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 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5507328
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4602919
关于积分的说明 14482991
捐赠科研通 4536724
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2486371
邀请新用户注册赠送积分活动 1468957
关于科研通互助平台的介绍 1441342