Riduzione elettrocatalitica della CO2 mediante arricchimento di reagenti e intermedi

Jul 26, 2023

1 agosto 2023

Questo articolo è stato rivisto in base al processo editoriale e alle politiche di Science X. Gli editori hanno evidenziato i seguenti attributi garantendo al tempo stesso la credibilità del contenuto:

verificato

pubblicazione sottoposta a revisione paritaria

fonte attendibile

correggere le bozze

di Chen Na, Accademia Cinese delle Scienze

L'uso della riduzione elettrocatalitica del biossido di carbonio per la produzione di combustibili multicarbonio ad alto valore aggiunto (etilene, etanolo, acido acetico, n-propanolo) è ostacolato da bassi tassi di selettività e conversione e le sue prestazioni non hanno ancora soddisfatto i requisiti per la produzione industriale .

Un vincolo importante allo sviluppo di questa tecnologia è la bassa solubilità e coefficiente di diffusione dell'anidride carbonica nella fase acquosa e la facilità con cui l'anidride carbonica reagisce con l'idrossido in soluzione acquosa per formare carbonati. Ciò si traduce in basse concentrazioni di anidride carbonica e intermedi vicino al sito catalitico, limitando fortemente la conversione dell'anidride carbonica in prodotti multicarbonio.

Studi esistenti hanno dimostrato che l'arricchimento di molecole di CO2 e intermedi a base di carbonio in prossimità del sito catalitico può aumentare la percentuale di molecole attivate per unità di volume e migliorare l'effettiva collisione tra molecole, che può accelerare la velocità di reazione e migliorare la selettività della conversione della CO2 in prodotti multicarbon.

Un gruppo di ricerca guidato dal Prof. Gao Minrui dell'Università della Scienza e della Tecnologia della Cina (USTC) dell'Accademia Cinese delle Scienze ha ora pubblicato un documento di revisione intitolato "Arricchimento di reagenti e intermedi per la riduzione elettrocatalitica della CO2" su Chemical Society Reviews.

I ricercatori hanno riassunto sistematicamente le strategie di arricchimento nella reazione di riduzione della CO2 in termini di struttura e proprietà delle molecole di CO2, progettazione del catalizzatore, riconfigurazione del catalizzatore, regolazione microambientale locale, regolazione dell'elettrolita e ottimizzazione del dispositivo di elettrolisi, e hanno analizzato in modo approfondito i meccanismi dei reagenti e arricchimento di intermedi nelle diverse strategie dal livello macroscopico a quello microscopico. Infine, hanno previsto le sfide dell’effetto di arricchimento nella promozione della riduzione della CO2 nonché il suo sviluppo futuro.

Maggiori informazioni: Peng-Peng Yang et al, Arricchimento di reagenti e intermedi per la riduzione elettrocatalitica della CO2, Chemical Society Reviews (2023). DOI: 10.1039/D2CS00849A

Informazioni sul diario:Recensioni della società chimica

Fornito dall'Accademia Cinese delle Scienze