中國儲能網(wǎng)訊：華中科技大學化學與化工學院教授夏寶玉帶領團隊，利用廢舊電池將二氧化碳轉化為具有高經(jīng)濟價值的甲酸。相關研究成果于近日發(fā)表在國際學術期刊《自然》。
二氧化碳電解是在催化劑作用下，將二氧化碳轉化為甲酸、甲醇等燃料和化學品的技術。作為電解二氧化碳的20余種產(chǎn)物之一，甲酸廣泛應用于燃料電池、醫(yī)藥、化工等領域。
“要想高效地轉化二氧化碳，必須在酸性體系中進行，因為二氧化碳不會溶解在酸里面?！毕膶氂窠榻B，但是在酸性較強的溶液中進行二氧化碳電解，催化劑通常會面臨嚴重的析氫現(xiàn)象，同時也會加劇材料的腐蝕，影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。
受鉛酸電池的啟發(fā)，夏寶玉團隊利用廢舊鉛酸電池，制備了耐酸腐蝕的二氧化碳還原電催化劑，該催化劑不僅可以顯著抑制酸性電解系統(tǒng)中析氫的效率，還可以使二氧化碳在電解過程中，單一選擇性地生產(chǎn)甲酸。
團隊據(jù)此創(chuàng)建了質子交換膜二氧化碳電解系統(tǒng)。為避免質子交換膜受到酸性腐蝕，影響系統(tǒng)使用壽命，團隊還創(chuàng)新提出“以氫氣替換水”的策略。經(jīng)過反復優(yōu)化，該系統(tǒng)實現(xiàn)甲酸生成率超過93%，并能連續(xù)運行5000小時以上。
“這一技術具有可觀的經(jīng)濟價值?！毕膶氂裾f，團隊設計的二氧化碳電解反應器能在高效穩(wěn)定運行的基礎上實現(xiàn)面積與產(chǎn)量的40倍放大。按照當前市場成本估計，每電解產(chǎn)生1噸甲酸將獲得244美元盈利，并有望實現(xiàn)工業(yè)化應用。(完)
