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EES：集成电化学系统捕获烟气中CO2并在环境条件下生产增值化学品

时间：2022-11-27 来源：浏览：

EES：集成电化学系统捕获烟气中CO2并在环境条件下生产增值化学品

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为了保持大气 CO ₂ 的平衡，需要大幅减少人为 CO ₂ 排放，为此，科研工作者已经做出了大量的努力来开发单独的 CO ₂ 捕获和 CO ₂ 利用（或减少）技术，以有效地抑制 CO ₂ 排放。然而，为了快速且经济可行地减少大气中的二氧化碳，有必要开发综合技术，以在封闭的碳循环中捕获二氧化碳并将其转化为增值产品和燃料。

近日， 伊利诺伊大学 Meenesh R. Singh 报告了一个系统策略，以开发和单独评估电化学 CO ₂ 捕获和电化学 CO ₂ 还原过程，并展示了一个从模拟烟气中捕获 CO ₂ 并将其还原为增值产品和燃料的功能性、完全集成的连续过程。

本文要点

要点1. 对于 CO ₂ 捕获，集成了迁移辅助水分梯度（ MAMG ） CO ₂ 捕获过程，其中在与 CO ₂ 结合的有机液体中，气态 CO ₂ 被捕获为 HCO ₃ ⁻ ，在电场作用下通过阴离子交换膜输送到水溶液中，并在富含水的环境中通过 HCO ₃ ⁻ , CO ₂ （ aq ）和 CO ₃ ²⁻ 之间的平衡转化为溶解的 CO ₂ 。

要点2. 对于 CO ₂ 还原，开发了一种电化学电池配置，用于在铜网催化剂上提取 CO ₂ 还原气态产物，如 CO 、 CH ₄ 和 C ₂ H ₄ 。 CO ₂ 捕获和 CO ₂ 还原过程的有效集成是基于 pH 驱动的操作线实现的，其中 CO ₂ 捕获速率等于 CO ₂ 还原速率。即在 600mA 的电流下操作 MAMG CO ₂ 捕获单元和在 200 mA cm ^-2 的电流密度下操作 CO ₂ 还原单元，实现连续 CO ₂ 捕获和还原为增值产品的成功集成。使其在模拟烟道气进料条件下的 C ₂ H ₄ 和 CO ₂ RR 的法拉第效率分别为 40% 和大于 57% 。

Aditya Prajapati et.al Fully-integrated electrochemical system that captures CO2 from flue gas to produce value-added chemicals at ambient conditions EES 2022

DOI: 10.1039/D2EE03396H

https://doi.org/10.1039/D2EE03396H

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