大阪大學開發出以世界最快速度之二氧化碳還原資源化技術

 

刊登日期:2023/1/16
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日本大阪大學於日前發表透過二氧化碳的還原資源化,成功地從二氧化碳高速合成出多碳有機化合物,同時也是世界最快的合成速度。二氧化碳還原資源化技術是構建碳循環型社會的重要技術。由於電化學二氧化碳還原反應在常溫常壓下進行,可一階段合成出高附加價值的多碳有機化合物,因此做為有效率之二氧化碳還原資源回收技術而備受關注。為了達到實用化,須降低驅動電壓或大幅提高電流密度,然而目前尚未確立二氧化碳轉換反應場域之電極(三相界面)設計指南,因此大幅提升電流密度仍較為困難。

在大阪大學的研究中係以三相界面面積最大化為方針進行,並透過控制由金屬銅奈米粒子組成的觸媒層厚度與多孔性,構建了適用於高電流密度的三相界面,進而成功地在中性電解質中以1.7 A/cm2的電流密度從二氧化碳合成了多碳有機化合物。一般電流密度約為0.5 A/cm2,意即研究中能以3倍以上的密度高速進行合成。另在使用高活性鹼性電解質的狀況下,電流密度則提高到1.8A/cm2。這些數值亦為目前已知各項液體電解質研究中的最高電流密度值。

此次的研究結果可望做為一項加速二氧化碳資源化之的技術,在實現綠色轉型(Green Transformation)方面發揮作用。此外,新技術可大幅縮小二氧化碳還原反應所需之電極與電化學反應電池的尺寸,將可有助於降低導入成本。


資料來源: https://resou.osaka-u.ac.jp/ja/research/2022/20221216_2
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