中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：華中科技大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院教授夏寶玉帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，利用廢舊電池將二氧化碳轉(zhuǎn)化為具有高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的甲酸。相關(guān)研究成果于近日發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》。
二氧化碳電解是在催化劑作用下，將二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲酸、甲醇等燃料和化學(xué)品的技術(shù)。作為電解二氧化碳的20余種產(chǎn)物之一，甲酸廣泛應(yīng)用于燃料電池、醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域。
“要想高效地轉(zhuǎn)化二氧化碳，必須在酸性體系中進(jìn)行，因?yàn)槎趸疾粫?huì)溶解在酸里面。”夏寶玉介紹，但是在酸性較強(qiáng)的溶液中進(jìn)行二氧化碳電解，催化劑通常會(huì)面臨嚴(yán)重的析氫現(xiàn)象，同時(shí)也會(huì)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(tuán)隊(duì)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(tuán)隊(duì)據(jù)此創(chuàng)建了質(zhì)子交換膜二氧化碳電解系統(tǒng)。為避免質(zhì)子交換膜受到酸性腐蝕，影響系統(tǒng)使用壽命，團(tuán)隊(duì)還創(chuàng)新提出“以氫氣替換水”的策略。經(jīng)過反復(fù)優(yōu)化，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)甲酸生成率超過93%，并能連續(xù)運(yùn)行5000小時(shí)以上。
“這一技術(shù)具有可觀的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。”夏寶玉說，團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的二氧化碳電解反應(yīng)器能在高效穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)面積與產(chǎn)量的40倍放大。按照當(dāng)前市場(chǎng)成本估計(jì)，每電解產(chǎn)生1噸甲酸將獲得244美元盈利，并有望實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。(完)
