一种新的串联催化剂能更有选择性地将二氧化碳转化为有价值的多碳产品

电化学还原可以将二氧化碳转化为多碳产品，用作化学品和燃料的原料。在这项研究中，科学家们通过使用串联催化剂电极改进了这种转换过程。该电极包括银或铁氮碳基催化剂，将二氧化碳转化为一氧化碳，并包含第二段，其中包含铜催化剂，将一氧化碳转化为多碳产品。与以前的方法相比，所开发的方法更有选择性地将二氧化碳转化为所需的化合物。

　　

科学家可以将温室气体二氧化碳转化为更高价值的多碳产品，将其视为潜在燃料的中间体。在这项研究中，科学家们研究了一种转换过程的新方法。这种方法使用了一种叫做串联催化剂的材料——一种具有两个催化区域的电极。第一部分使用银或铁氮碳基催化剂将二氧化碳转化为一氧化碳。第二个区域使用铜催化剂将一氧化碳转化为含有多个碳原子的化合物。多碳产品可以用作其他化学品或潜在燃料的原料。在这项新研究中，科学家们确定了电极中两个区域的相对尺寸和二氧化碳引入速率，以提高二氧化碳转化为多碳产物的速率。

将空气或工业排放的二氧化碳转化为更高价值的燃料可能是减少温室气体排放的一种有前途的方法。这种方法可以部分取代化石燃料作为原材料。这些研究创造了一种优化的双催化剂方法，改进了目前将二氧化碳转化为多碳化合物的方法。这种方法将更多的二氧化碳转化为所需的化合物。这项研究包括实验和模拟，以了解一氧化碳的重要性，以及它如何从产生的催化剂转移到生产产品的催化剂。该研究还展示了催化剂的结构和串联催化剂的概念如何改善将二氧化碳转化为多碳产品的策略。

总结

电化学二氧化碳减排(CO2R)在利用可再生电力将二氧化碳(CO2)转化为有价值的化学品和燃料方面具有相当大的潜力。然而，这种转换需要在速率和选择性之间进行权衡。科学家们认为，一氧化碳(CO)可能在CO2R过程中作为中间体发挥关键作用。在这项研究中，来自辛辛那提大学、劳伦斯伯克利国家实验室和加州大学伯克利分校的研究人员利用这一概念开发了一种串联电极结构，由不同数量的银(Ag)或铁-氮-碳(Fe-N-C)催化剂组成，生成CO，然后将其在铜(Cu)上转化生成多碳(C2+)产物。这种方法包含了几个关键的创新。这包括使用多孔电极结构和气体，而不是传统的在阴极的液体饲料和在阳极的液体饲料，在那里产生氧气。创新还包括使用由Fe-N-C而不是Ag组成的新型催化剂，以便在前端更好地生产CO;以及在设计流场中管理中间CO2，以提高CO的运输和停留时间。实验与模拟相结合，说明了如何利用铜银面积比、每种催化剂的负载和气体流量来管理CO的运输，以获得最佳的C2+产物形成率和速率。