Near 100% Conversion of Acetylene to High‐purity Ethylene at Ampere‐Level Current

材料科学 乙炔 乙烯 法拉第效率 电催化剂 电解 无机化学 化学工程 有机化学 电极 催化作用 电化学 电解质 物理化学 化学 工程类
作者
Zhenbin Wu,Jinqiang Zhang,Qihui Guan,Xing Liu,Hanting Xiong,Shixia Chen,Wei Hong,Dongfang Li,Yaojie Lei,Shuguang Deng,Jun Wang,Guoxiu Wang
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
标识
DOI:10.1002/adma.202408681
摘要

Abstract Direct production of high‐purity ethylene from acetylene using renewable energy through electrocatalytic semi‐hydrogenation presents a promising alternative to traditional thermocatalytic processes. However, the low conversion of acetylene results in a significant amount of acetylene impurities in the product, necessitating additional purification steps. Herein, a tandem electrocatalytic system that integrates acetylene electrolyzer and zinc‐acetylene battery units for high‐purity ethylene production is designed. The ultrathin CuO nanoribbons with enriched oxygen vacancies (CuO 1‐x NRs) as electrocatalysts achieve a remarkable 93.2% Faradaic efficiency of ethylene at an ampere‐level current density of 1.0 A cm −2 in an acetylene electrolyzer, and the power density reaches 3.8 mW cm −2 in a zinc‐acetylene battery under acetylene stream. Moreover, the tandem electrocatalysis system delivers a single‐pass acetylene conversion of 99.998% and ethylene selectivity of 96.1% at a high current of 1.4 A. Experimental data and calculations demonstrate that the presence of oxygen vacancies accelerates water dissociation to produce active hydrogen atoms while preventing the over‐hydrogenation of ethylene. Furthermore, techno‐economic analysis reveals that the tandem system can dramatically reduce the overall ethylene production cost compared to the conventional thermocatalytic processes. A novel strategy for complete acetylene‐to‐ethylene conversion under mild conditions, establishing a non‐petroleum route for the production of ethylene is reported.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
4秒前
4秒前
NPC发布了新的文献求助20
4秒前
5秒前
斯文败类应助浩铭采纳,获得10
5秒前
科研通AI2S应助001采纳,获得10
7秒前
7秒前
哭泣若翠发布了新的文献求助10
8秒前
雨后关注了科研通微信公众号
8秒前
今后应助坚强小玉采纳,获得10
10秒前
10秒前
月yue发布了新的文献求助10
11秒前
朴实凡柔发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
15秒前
16秒前
追寻的山晴完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
bin发布了新的文献求助10
18秒前
研友_nxwmeL发布了新的文献求助10
21秒前
skysleeper发布了新的文献求助10
22秒前
22秒前
22秒前
22秒前
无奈的凡双完成签到,获得积分10
23秒前
23秒前
kk发布了新的文献求助10
23秒前
24秒前
24秒前
24秒前
zz发布了新的文献求助150
27秒前
YYJ发布了新的文献求助10
27秒前
喔喔完成签到,获得积分10
27秒前
浩铭发布了新的文献求助10
28秒前
28秒前
yy发布了新的文献求助10
28秒前
Lucas应助kk采纳,获得10
29秒前
xutong de完成签到,获得积分10
30秒前
wanci应助月yue采纳,获得10
30秒前
雨后发布了新的文献求助10
30秒前
高分求助中
Lire en communiste 1000
Ore genesis in the Zambian Copperbelt with particular reference to the northern sector of the Chambishi basin 800
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 700
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 700
Becoming: An Introduction to Jung's Concept of Individuation 600
Evolution 3rd edition 500
Die Gottesanbeterin: Mantis religiosa: 656 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3171135
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2822063
关于积分的说明 7937837
捐赠科研通 2482500
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1322565
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 633669
版权声明 602627