熱烈祝賀我校研究團隊在《EcoMat》上發表電催化CO2還原領域最新研究成果

近日，我院喬錦麗教授團隊聯合香港理工大學黃海濤教授團隊在電催化CO₂還原領域取得重要進展，相關成果以《Tin-Doped Bismuth Dendrites for Highly Efficient Electrocatalytic Reduction of CO₂ by Using Bipolar Membrane in Ultrathin Liquid Reactor》為題被國內期刊《Ecomat》（影響因子: 12.213）接受。

       電化學還原CO₂成高附加值的燃料和化學品是一種非常具有前景的碳轉化策略。在眾多電催化CO₂的產物中🈶，甲酸作為製藥和化工原料，便於工業儲存和運輸🧑🏿‍🔬，並可作為理想的氫載體和液體燃料，也可以直接應用於甲酸燃料電池，但如何抑製析H₂競爭反應，同時克服甲酸燃料從陰極到陽極的擴散損失是研究的難點。基於此🫷，本工作首先詳細研究了一種具有穩定微觀結構的樹枝狀錫摻雜鉍（Sn-doped-Bi）電極的生長過程及生長機理（圖1）。獨特形貌的錫摻雜鉍電極可高效催化CO₂至甲酸（圖2），在電勢窗口-0.83 ~ 0.93 V _RHE時，可實現甲酸法拉第效率達95 %，長時間運行可超過60小時且電流密度可保持在30 mA cm^-2。特別地，本工作進一步系統研究了: 1) 甲酸根從陰極到陽極的擴散問題以及2）超薄液流式反應器的設計理念和應用🪤，並取得了系列研究成果（圖3）🩳。喬錦麗教授團隊利用自製的雙極膜可有效解決甲酸從陰極到陽極的擴散🙋🏼‍♂️，同時超薄液流式反應器的應用可實現在100 mA cm^-2的電流密度下穩定產1138.12 μmol h^-1 cm^-2的甲酸鹽。先進電催化劑耦合超薄超薄液流式反應器和雙極膜為提升CO2RR技術提供了全新的設計理念。論文的第一作者為我院博士生彭蘆葦。

圖1

圖2

圖3