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ACS Energy Lett.：低電壓下甘油氧化和CO還原同時生成C2和C3產品

電化學二氧化碳還原（CO₂R）生產多碳產品以化學鍵形式儲存可再生能源，有助于取代化石化學原。然而，伴隨的陽極析氧反應（OER）降低了該過程的能源效率，而沒有可銷售的產品。利用有機氧化反應（OOR）取代OER是一種新興的策略，可以降低整個電池電位，并在電池兩側產生有價值的產物。

近日，加拿大多倫多大學David Sinton（通訊作者）等人報道了一氧化碳（CO）還原，以避免碳酸鹽的形成并受益于有利于OOR的高堿性陽極條件。

在文中，作者開發了CO和甘油的共電解，以減少C₂陰極產品所需的能量，同時生產第二批具有較大市場規模的有價值的C₃產品。

為了克服高速OOR的動力學限制，作者開發了一種分級親水性納米結構催化劑，其可以加速電荷和親水性有機反應物的轉移。

當電流密度為180 mA cm^-2時，在全電池電位為1.34 V下實現了有價值的C₂和C₃產品流的高速協同生產，其中陰極C₂₊產品流（71%FE）和陽極C₃產品流（75%FE）。

該集成系統將CO轉化為C₂H₄的能量需求降低55%（至約72 GJ/ton C₂H₄），將CO₂生產乙烯的預計能量成本減半。

Glycerol Oxidation Pairs with Carbon Monoxide Reduction for Low-Voltage Generation of C₂ and C₃ Product Streams. ACS Energy Lett., 2021, DOI: 10.1021/acsenergylett.1c01639.

https://doi.org/10.1021/acsenergylett.1c01639.

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