热烈祝贺课题组彭芦苇研究工作在《Ecomat》发表
近日，Ecomat（影响因子：12.213）发表我课题组在电催化CO2还原领域最新成果。论文题目为《树枝状锡掺杂铋电极耦合双极膜实现超薄液流反应器中CO2的高效电催化还原》(Tin-Doped Bismuth Dendrites for Highly Efficient Electrocatalytic Reduction of CO2 by Using Bipolar Membrane in Ultrathin Liquid Reactor)。
电化学还原CO2成高附加值的燃料和化学品是一种非常具有前景的碳转化策略。在众多电催化CO2的产物中，甲酸作为制药和化工原料，便于工业储存和运输，并可作为理想的氢载体和液体燃料，也可以直接应用于甲酸燃料电池，但如何抑制析H2竞争反应，同时克服甲酸燃料从阴极到阳极的扩散损失是研究的难点。基于此，本工作首先详细研究了一种具有稳定微观结构的树枝状锡掺杂铋（Sn-doped-Bi）电极的生长过程及生长机理（图1）。独特形貌的锡掺杂铋电极可高效催化CO2至甲酸（图2），在电势窗口-0.83 ~ 0.93 V RHE时，可实现甲酸法拉第效率达95 %，长时间运行可超过60小时且电流密度可保持在30 mA cm-2。特别地，本工作进一步系统研究了: 1) 甲酸根从阴极到阳极的扩散问题以及2）超薄液流式反应器的设计理念和应用，并取得了系列研究成果（图3）。利用自制的双极膜可有效解决甲酸从阴极到阳极的扩散，同时超薄液流式反应器的应用可实现在100 mA cm-2的电流密度下稳定产1138.12 μmol h-1 cm-2的甲酸盐。先进电催化剂耦合超薄超薄液流式反应器和双极膜为提升CO2RR技术提供了全新的设计理念。论文的第一作者为我院博士生彭芦苇。
论文第一作者为博士生彭芦苇，目前在香港理工大学联合培养。
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/eom2.12260