摘要:
电化学二氧化碳还原反应 (carbon dioxide reduction reaction, CO2RR) 产乙烯目前已成为电催化 CO2RR 领域的研究重点和热点. 通过简单的化学沉淀耦合化学还原保护法成功获得了富含 (111) 晶面的立方体结构 Cu2O 催化剂, 系统研究了其在 H 型反应器以及零间距膜电极组件 (membrane electrode assembly, MEA) 反应器中的电化学性能. 结果表明: 富含 (111) 晶面的立方体结构 Cu2O 催化剂表现出了优异的产乙烯活性; 相比于 H 型反应器, 零间距 MEA 反应器进行 CO2RR 时的最佳法拉第效率 (Faradaic efficiency, FE) 提升了 13.94%, 总电流密度也基本可以满足工业化的需求 (>200 mA/cm2
); 设计并组装的大面积
(25 cm2
) 零间距 MEA 反应器在 CO2RR 中表现出了优异的催化性能, 且在槽压大于 2.9 V时表现出了独特的 “面积效应”. “面积效应” 的出现表明零极距 MEA 反应器在有效面积放大时, 除电极面积、电解质浓度、CO2 流速等关键因素的调控外, 极板的流道设计、导电性优化等均可能会影响催化反应的电流密度.
中图分类号:
刘朝龙, 罗 希, 张 杨, 徐能能, 徐开兵. 电催化 CO2 还原立方体 Cu2O 催化剂的制备及其在大面积膜电极反应器中的应用[J]. 上海大学学报(自然科学版), 2023, 29(5): 991-1002.
LIU Zhaolong , LUO Xi , ZHANG Yang , XU Nengneng , XU Kaibing . Preparation of cubic Cu2O catalyst for electrocatalytic
CO2 reduction and its application in a large-area
membrane electrode reactor [J]. Journal of Shanghai University(Natural Science Edition), 2023, 29(5): 991-1002.