Nat. Commun.：耐酸Bi-MOF工业级CO2电还原制甲酸

催化计 · 公众号 · · 2024-08-21 19:56

正文

电催化讨论群-1： 529627044

碱性体系的工业级电催化还原 CO ₂ 得到快速发展，但是在酸性电解液环境进行 CO ₂ 电催化还原反应仍然具有显著的 HER 竞争反应、酸腐蚀、较低的产物选择性等问题亟待需要克服。

有鉴于此， 南京理工大学段静静教授等 通过质子交换膜电解槽技术，基于 Pourbaix 相图指导构筑了耐酸的 Bi-MOF 催化剂，实现了工业级酸性C O ₂ 电解性能。

本文要点

要点1. 在酸性电解液进行电催化还原 CO ₂ ，当电流密度为 400 mA cm ^-2 ， HCOOH 的法拉第效率达到 95.10 % ， CO ₂ 单程转化率达到 64.91 % ，

要点2. 质子交换膜电解槽器件在 250 mA cm ^-2 电流密度的电压仅为 3.5 V ，而且在 100 h 内生成 HCOOH 的法拉第效率为 93.5 % ，能量效率达到 200.65 kWh kmol ^-1 ，甲酸的产量达到 12.1 mmol m ^-2 s ^-1 ，能量转化效率达到 38.2 % 。

这项研究有助于推动 CO ₂ 电解技术的商业化和成功部署。

Yang, K., Li, M., Gao, T.et al. An acid-tolerant metal-organic framework for industrial CO ₂ electrolysis using a proton exchange membrane. Nat Commun 15, 7060 (2024).

DOI: 10.1038/s41467-024-51475-7

https://www.nature.com/articles/s41467-024-51475-7

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