碱阳离子促进二氧化碳减少到原料化学品

电化学还原二氧化碳是对抗气候变化的一个有吸引力的解决方案。现在，匈牙利塞格德大学的研究人员发现了一种解决连续流动反应的综合解决方案，克服了长期稳定性问题，实现了可扩展的过程。

用电来给二氧化碳定值达到了双重目的。它减少了排放，同时为化学工业提供了另一种碳源，以制造有价值的化学原料，如一氧化碳、甲酸和甲醇。然而，一些障碍阻碍了这些技术的采用。除此之外，它需要一个非常基本的反应环境，这有助于沉淀物的形成，影响电解槽的稳定性，阻碍连续操作。

“我们发现了一种新的再生和激活工艺，可以减少这种性能衰退，并允许我们的电解槽连续运行超过200小时，”他说Csaba Janaky他领导了这项研究。此外，我们的理念还将吸引化工行业。我们证明了它可以提高膜电极组件的寿命，并测试了它的可扩展性，创建了一个在高电流密度下运行的多细胞设备原型。“该团队正在与初创公司合作ThalesNanoEnergy在工业应用方面。

用于减少二氧化碳的电解电池借鉴了氢燃料电池的一些概念和原理。在这些装置中，一层膜将两个电极分开，同时使离子渗透，保持反应的进行。但这种机制也会导致不必要的副产品。某些离子，如钾离子，穿过薄膜并向阴极移动，导致不溶性盐的形成。Janáky说:“到目前为止，人们试图通过添加越来越多的基本电解质来提高性能。”不幸的是，这意味着向混合物中添加更多的阳离子，最终导致更多不需要的沉淀。

在试图解决这个问题时，研究人员发现碱性电解质，如氢氧化物，可以提高效率，但在很大程度上促进了沉淀物的形成。另一方面，钾可以增强反应——只要控制pH值以避免盐的积累。然后，他们创造了一个系统，在阳极周围注入纯水，并向阴极注入钾溶液。同时，这可以防止沉淀的产生，并使细胞产生一氧化碳不间断，而不会降低性能，Janáky解释道。此外，他们还观察到其他碱离子也能激活电解细胞。他补充说:“我们在所有的长期测试中都使用了铯，它明显优于钾。”

“CO的成功实施₂还原技术需要不同层面的发展，包括催化剂、操作模式和设备，”他说Nuria洛佩兹来自西班牙加泰罗尼亚化学研究所。“他们发现了这三种元素之间的联系，并通过巧妙的操作技术稳定了催化剂。”他们的设备很坚固，是集成工程的一个很好的例子。López希望，在未来，进一步的机制研究和模拟将有助于了解电解质在这一反应中的真实作用。