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JACS：催化剂再生，实现长寿命CO2电还原！

时间：2022-07-10 来源：浏览：

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具有工业级电流密度、高产物选择性和长期稳定性的电化学二氧化碳（ CO ₂ ）还原（ ECR ）一直是人们追求的目标。遗憾的是，用于生产增值多碳（ C ₂₊ ）产品的铜（ Cu ）催化剂在 ECR 条件下会发生结构和形态的变化，特别是在高电流密度下，导致产品选择性迅速下降。

近日， 加拿大女王大学 Tu N. Nguyen ， Cao-Thang Dinh 开发了一种催化剂再生方法，以延长用于电催化 ECR 到 C ₂₊ 产品的 Cu 基电极的寿命。

本文要点

要点 1. 方法包括交替 “ 开 ”( 电化学还原 ) 和 “ 关 ”( 化学氧化 ) 操作阶段，使 Cu 催化剂再生，从而延长操作时间。

要点2 . 通过优化 “ 开 ” 和 “ 关 ” 时间，展示了一种电化学系统，该系统在中性 pH 介质中以 150 mA cm ^-2 的电流密度电解至少 200 小时，仍能保持 ≥40% 的乙烯选择性。

要点3 . 研究人员还证明了通过摆动电解连续生产乙烯。当在高表面积电极配置上实施时，在电流密度为 1 A cm ⁻² 下实现了 36 小时的电催化 ECR 制乙烯的稳定性，乙烯选择性超过 40% 。

这项工作为 ECR 到 C ₂₊ 产品，特别是延长制取乙烯的 Cu 催化剂的运行时间建立了一个新的基准。因此，将催化剂再生方法与催化剂设计相结合，将进一步提高用于生产 C ₂₊ 的 Cu 催化剂的寿命，并使 ECR 更接近工业应用。

Tu N. Nguyen, et al, Catalyst Regeneration via Chemical Oxidation Enables Long-TermElectrochemical Carbon Dioxide Reduction, J. Am. Chem. Soc., 2022

DOI: 10.1021/jacs.2c04081

https://doi.org/10.1021/jacs.2c04081

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