Перерабатываемые электроды из CuZn изменят технологии сокращения выбросов CO₂

Команда исследователей из Национального университета Чунгнам раскрыла новый потенциал медно-цинковых CuZn электродов в электрохимическом восстановлении CO₂.

Исследование, проведенное под руководством профессора Янгку Сона, изучает производительность и возможность вторичной переработки CuZn-электродов, сравнивая их с альтернативами из одного металла, такими как медь и цинк, и подчеркивая их превосходные каталитические свойства.

Исследование опубликовано в журнале Applied Surface Science.

Электрохимические методы представляют собой многообещающее решение для повторного использования CO₂, но стабильность электродов всегда была сложной задачей, — говорит профессор Сон.

Наше исследование показывает, что CuZn-электроды могут стабилизироваться со временем в процессе переработки, сохраняя свою каталитическую эффективность и селективность для ценных углеводородов.

Ключевым моментом исследования стало использование лазерных методов для управления состоянием окисления электродов, что позволило исследователям точно настроить их каталитические свойства. Проанализировав работу этих электродов в течение нескольких циклов рециркуляции, команда обнаружила, что сплавы CuZn превосходят электрод из одного металла, что дает представление о важности состояния окисления поверхности для каталитической эффективности и селективности продукта.

Команда использовала передовые методы, такие как рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (XPS), для отслеживания изменений в состоянии окисления и составе электродов. Этот метод показал, что электроды CuZn не только стабилизируются с течением времени, но и демонстрируют более высокую способность сохранять селективность для сложных углеводородов по сравнению с электродами из одного металла.

Мы также изучили влияние степени окисления на селективность продукта, — добавляет г-жа Сон Янг Хванг, соавтор работы и магистрант химического факультета Национального университета Чунгнам.

Контролируя степень окисления, мы смогли значительно повысить эффективность электродов в восстановлении CO₂ до ценных продуктов.

Данное исследование имеет особое значение для реальных приложений, поскольку оно позволяет лучше понять возможности рециркуляции электродов и разработать более селективные катализаторы. Полученные результаты могут помочь в создании высокоэффективных систем восстановления CO₂ для преобразования в устойчивое топливо или ценные химические вещества, что потенциально может изменить такие отрасли, как энергетика, производство и охрана окружающей среды.

Долгосрочные последствия этой работы очень велики, — говорит профессор Сон.

Это исследование может сыграть решающую роль в разработке углеродно-нейтральных промышленных процессов, способствуя формированию круговой углеродной экономики за счет эффективной переработки CO₂ в полезные продукты.

Несмотря на то, что данное исследование является значительной вехой, необходимы дальнейшие исследования, чтобы оптимизировать масштабируемость этих электродов для промышленного применения. Следующим шагом команды будет изучение этих электродов в реальных условиях, чтобы лучше понять их возможности.

Ранее ученые сделали вывод, что введение в эксплуатацию гибридного и электрического транспорта не сможет решить проблему выбросов.

11.12.2024