Bifunctional ionomers for efficient co-electrolysis of CO2 and pure water towards ethylene production at industrial-scale current densities

电解质 双功能 电解 材料科学 乙烯 聚合物 聚合物电解质膜电解 化学工程 乙二醇 催化作用 电解水 双功能催化剂 无机化学 化学 有机化学 电极 物理化学 工程类
作者
Wenzheng Li,Zhenglei Yin,Zeyu Gao,Gongwei Wang,Zhen Li,Fengyuan Wei,Xing Wei,Hanqing Peng,Xingtao Hu,Li Xiao,Juntao Lu,Lin Zhuang
出处
期刊:Nature Energy [Nature Portfolio]
卷期号:7 (9): 835-843 被引量:270
标识
DOI:10.1038/s41560-022-01092-9
摘要

Many CO2 electrolysers under development use liquid electrolytes (KOH solutions, for example), yet using solid-state polymer electrolytes can in principle improve efficiency and realize co-electrolysis of CO2 and pure water, avoiding corrosion and electrolyte consumption issues. However, a key challenge in these systems is how to favour production of multicarbon molecules, such as ethylene, which typically necessitates a strong alkaline environment. Here we use bifunctional ionomers as polymer electrolytes that are not only ionically conductive but can also activate CO2 at the catalyst–electrolyte interface and favour ethylene synthesis, while running on pure water. Specifically, we use quaternary ammonia poly(ether ether ketone) (QAPEEK), which contains carbonyl groups in the polymer chain, as the bifunctional electrolyte. An electrolyser running on CO2 and pure water exhibits a total current density of 1,000 mA cm−2 at cell voltages as low as 3.73 V. At 3.54 V, ethylene is produced with the industrial-scale partial current density of 420 mA cm−2 without any electrolyte consumption.
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
王宁宁发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
zjy147完成签到,获得积分10
3秒前
科研通AI2S应助孤风采纳,获得10
4秒前
科研通AI2S应助孤风采纳,获得10
4秒前
Copyright应助孤风采纳,获得10
4秒前
精明金毛应助孤风采纳,获得10
4秒前
小鱼爱吃肉应助孤风采纳,获得10
4秒前
大爷完成签到,获得积分10
6秒前
112完成签到,获得积分10
6秒前
去小岛上流浪完成签到,获得积分10
7秒前
无铭亚空发布了新的文献求助10
8秒前
西柚柠檬完成签到 ,获得积分10
8秒前
咳咳咳关注了科研通微信公众号
9秒前
sugar发布了新的文献求助10
11秒前
ALU完成签到 ,获得积分10
14秒前
火星上白羊完成签到,获得积分10
15秒前
江霭完成签到,获得积分10
15秒前
justinli发布了新的文献求助10
17秒前
Alex应助nnn采纳,获得20
19秒前
dong完成签到 ,获得积分10
19秒前
19秒前
俏皮的灵阳完成签到,获得积分10
20秒前
21秒前
认真灵凡完成签到 ,获得积分10
22秒前
玛尼完成签到,获得积分20
22秒前
狂野吐司完成签到 ,获得积分10
23秒前
忧伤的汉堡包完成签到,获得积分10
24秒前
26秒前
26秒前
aaa完成签到 ,获得积分10
27秒前
顾矜应助Feng采纳,获得10
27秒前
清爽的如冰完成签到,获得积分10
28秒前
高皮皮完成签到,获得积分10
29秒前
跳跃靖应助justinli采纳,获得10
30秒前
无铭亚空完成签到,获得积分20
32秒前
Melody完成签到,获得积分10
32秒前
32秒前
雪影完成签到 ,获得积分10
33秒前
搜集达人应助Raindown采纳,获得10
34秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
Prescott's Microbiology: 2026 Release ISE 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
Cronologia da história de Macau 5000
Merrill's Atlas of Radiographic Positioning and Procedures - 3-Volume Set, 16th Edition 2000
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 1000
Erwählung und Berufung bei Paulus: Bedeutung, Entwicklung und Funktion einer Vorstellung in ihrem frühjüdischen und griechisch-römischen Kontext 850
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7146232
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8793030
关于积分的说明 18581811
捐赠科研通 6740370
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3157827
关于科研通互助平台的介绍 2288470
邀请新用户注册赠送积分活动 2132195