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讓燃料電池測試更智能

什么是二氧化碳還原,為什么要進行測試研究,這篇文章告訴你

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2024年,全球二氧化碳排放量創(chuàng)歷史新高,世界氣象組織數(shù)據(jù)顯示,2024年是首個全球平均氣溫比工業(yè)化前水平高出1.5℃以上的年份。在全球氣候變暖的時代背景下,電化學(xué)二氧化碳還原(CO2RR)是將二氧化碳轉(zhuǎn)化為高附加值化學(xué)品、降低CO2排放的有效途徑之一,具有廣闊的應(yīng)用前景。


當(dāng)前,世界主要經(jīng)濟體都在加快CO2RR技術(shù)研究,促進“碳循環(huán)”發(fā)展。什么是CO2RR,為什么要進行測試研究?這篇文章告訴你。


電催化CO2RR技術(shù)簡介

電催化CO2是利用水的氧化反應(yīng)和CO2的還原反應(yīng),將CO2高效轉(zhuǎn)化為碳基燃料的技術(shù)。

電催化CO2的還原產(chǎn)物精準可控,借助過渡金屬催化劑的電子結(jié)構(gòu)調(diào)控,可更好的把控C-C鍵的偶聯(lián),提升多碳產(chǎn)品的產(chǎn)出效率,實現(xiàn)更加有效的利用CO2,并減少污染。


電催化CO2RR具體可分為3個關(guān)鍵步驟 :

1、電子供應(yīng)與傳遞

根據(jù)不同的技術(shù)路線,如PEM(質(zhì)子交換膜)或AEM(陰離子交換膜),在陽極中,水電解產(chǎn)生的氫離子或氫氧根離子通過PEM或AEM交換膜定向遷移至陰極,驅(qū)動CO2還原。


2、CO2活化與中間體形成

CO2分子吸附在催化劑表面,通過與催化劑的化學(xué)鍵合形成穩(wěn)定的中間體


3、催化還原與產(chǎn)物生成

中間體進一步接受電子和質(zhì)子,通過多步還原反應(yīng)生成目標(biāo)產(chǎn)物。


電催化CO2RR技術(shù)有單碳C1產(chǎn)物(如一氧化碳CO、甲酸HCOOH、甲醇CH3OH、甲烷CH4),以及更高的能量密度和經(jīng)濟價值的多碳C2或C2+產(chǎn)物(如乙烯C2H4、乙醇C2H5OH等)。

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電催化CO2RR技術(shù)挑戰(zhàn)

CO2RR反應(yīng)機理非常復(fù)雜,比如,壓力依賴性調(diào)控CO2RR選擇性的深層次機制、中間體的形成和轉(zhuǎn)化機理、質(zhì)子化優(yōu)化策略研究、催化材料演變控制等方面都需要進一步研究。


在新型催化結(jié)構(gòu)研究中,既要具有較高的電化學(xué)活性,又要滿足產(chǎn)物高選擇性,且催化反應(yīng)穩(wěn)定。很多科學(xué)家都在這方面有過深入探索。

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電催化CO2RR測試研究

電催化CO2RR測試研究需要用到電解池系統(tǒng)、氣液流量控制系統(tǒng)、產(chǎn)物分析系統(tǒng)、壓力/溫度調(diào)控系統(tǒng)等。


在研究中,評估電催化CO2RR性能有3個重要參數(shù):電流密度、法拉第效率(FE)和電池電勢。


電流密度越高,意味著電催化反應(yīng)速率越快;FE數(shù)值越高,意味著產(chǎn)物選擇性越高;電流電勢越低,代表著較高的能量利用率。


武漢電弛新能源有限公司研制生產(chǎn)的DC 880?氧化碳還原測試系統(tǒng)順應(yīng)了國內(nèi)電催化CO2RR科研需求,為老師同學(xué)們展開相關(guān)技術(shù)研究,提供得力助手.


DC 880系列支持高壓二氧化碳還原反應(yīng),支持氣液兩相流體的流量及壓力控制,兼容H型、flow-cell流動型、MEA型等多電解池種類,滿足高性能測試研究需求。   


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