Electrolyte Design Using "Porous Water” for High‐purity Carbon Monoxide Electrosynthesis from Dilute Carbon Dioxide

电合成 一氧化碳 电解质 二氧化碳 多孔性 二氧化碳电化学还原 化学 化学工程 碳纤维 无机化学 电化学 材料科学 电极 催化作用 有机化学 物理化学 复合材料 复合数 工程类
作者
Wei Zhang,Minyang Dai,Zhouliangzi Zeng,Yahan Wang,Yan Zhang,Wenpeng Ni,Shuangyin Wang,Shiguo Zhang
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
标识
DOI:10.1002/ange.202424104
摘要

Electrosynthesis of high‐purity carbon monoxide (CO) from captured carbon dioxide (CO₂) remains energy‐intensive due to the unavoidable CO₂ regeneration and post‐purification stages. Here, we propose a direct high‐purity CO electrosynthesis strategy employing an innovative electrolyte, termed porous electrolyte (PE), based on "porous water". Zeolite nanocrystals within PE provide permanent pores in the liquid phase, enabling physical CO₂ adsorption through an intraparticle diffusion model, as demonstrated by molecular dynamics simulations and in‐situ spectral analysis. Captured CO₂ spontaneously desorbs under applied reductive potential, driven by the interfacial CO₂ concentration gradient, and is subsequently reduced electrochemically. The high CO₂ concentration in PE enhances mass transfer, and surface ion exchange between Si–OH groups and K⁺ ions on the zeolite surface generates a stronger interfacial electric field, promoting electron transfer steps. This optimized kinetics for mass and electron transfer confers heightened intrinsic activity toward CO₂ electroreduction. The PE‐based electrolysis system demonstrated superior CO Faradaic efficiency and partial current density compared to the conventional CO₂‐fed system. A circular system using PE and a Ni‐N/C cathode realized continuous production of high‐purity CO (97.0 wt%) from dilute CO2 (15%) and maintained > 90.0 wt% under 150 mA cm‐2, with significantly reduced energy consumption and costs.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
大模型应助迅速友容采纳,获得10
2秒前
Meat123关注了科研通微信公众号
4秒前
zhang完成签到,获得积分20
5秒前
香蕉觅云应助caipengju采纳,获得10
7秒前
我是老大应助淡然的若采纳,获得10
7秒前
8秒前
10秒前
灵安完成签到 ,获得积分10
10秒前
10秒前
谦让的沛芹完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
Hello应助千玺的小粉丝儿采纳,获得10
13秒前
1234完成签到,获得积分10
13秒前
zhangzhen发布了新的文献求助10
13秒前
黎yang发布了新的文献求助10
13秒前
chenchen发布了新的文献求助10
13秒前
鹿茸与共发布了新的文献求助10
14秒前
八宝发布了新的文献求助10
17秒前
19秒前
等待的绿旋完成签到,获得积分20
19秒前
chenchen完成签到,获得积分10
24秒前
24秒前
25秒前
26秒前
qinzx完成签到,获得积分10
26秒前
27秒前
January发布了新的文献求助10
28秒前
28秒前
yina发布了新的文献求助10
29秒前
Meat123发布了新的文献求助10
30秒前
30秒前
30秒前
31秒前
awen发布了新的文献求助30
31秒前
32秒前
32秒前
八宝关注了科研通微信公众号
35秒前
可口可乐发布了新的文献求助10
35秒前
yy完成签到,获得积分10
36秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
All the Birds of the World 4000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 3000
Musculoskeletal Pain - Market Insight, Epidemiology And Market Forecast - 2034 2000
Am Rande der Geschichte : mein Leben in China / Ruth Weiss 1500
CENTRAL BOOKS: A BRIEF HISTORY 1939 TO 1999 by Dave Cope 1000
Density Functional Theory: A Practical Introduction, 2nd Edition 820
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3748743
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3291777
关于积分的说明 10074470
捐赠科研通 3007545
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1651653
邀请新用户注册赠送积分活动 786630
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 751801