SNUEI

Single Pass CO 2 Conversion Exceeding 85% in the Electrosynthesis of Multicarbon Products via Local CO 2 Regeneration

2021 · ACS Energy Letters

저자

Colin P. O’Brien, Rui Kai Miao, Shijie Liu, Yi Xu, 이건희 (Geonhui Lee), Anthony Robb, Jianan Erick Huang, Ke Xie, Koen Bertens, Christine M. Gabardo, Jonathan P. Edwards, Cao‐Thang Dinh, Edward Hartley Sargent, David A. Sinton

연구주제

CO2 Reduction Techniques and Catalysts · Carbon dioxide utilization in catalysis · Membrane-based Ion Separation Techniques

NTIS 과학기술표준분류

에너지/자원만에너지·환경·원자력 확장

에너지/자원 > 온실가스 처리 > CO2 전환기술에너지 외

배정 근거: AI 키워드가 잡은 NTIS 과제의 분류(정책 연계 맵과 같은 방법).

AI 연구 키워드·방법

바이폴라 막 탄산염 크로스오버 전기화학적 CO2 환원 다탄소 생성물(C2+) single pass co2 conversion

키워드 (OpenAlex)

CO2 reduction reaction electrochemical synthesis multi-carbon products cation exchange membrane bipolar membranes membrane delamination alkaline conditions single-pass conversion

초록

The carbon dioxide reduction reaction (CO 2 RR) presents the opportunity to consume CO 2 and produce desirable products. However, the alkaline conditions required for productive CO 2 RR result in the bulk of input CO 2 being lost to bicarbonate and carbonate. This loss imposes a 25% limit on the conversion of CO 2 to multicarbon (C 2+ ) products for systems that use anions as the charge carrier—and overcoming this limit is a challenge of singular importance to the field. Here, we find that cation exchange membranes (CEMs) do not provide the required locally alkaline conditions, and bipolar membranes (BPMs) are unstable, delaminating at the membrane–membrane interface. We develop a permeable CO 2 regeneration layer (PCRL) that provides an alkaline environment at the CO 2 RR catalyst surface and enables local CO 2 regeneration. With the PCRL strategy, CO 2 crossover is limited to 15% of th…

이 논문을 지원한 국가R&D 과제 (NTIS 성과)

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교수 1

이건희

연구주제 1

CO2 Reduction Techniques and Catalysts

정책분야 1

온실가스 처리

키워드 4

전기화학적 CO2 환원 · 다탄소 생성물(C2+) · 바이폴라 막 · 탄산염 크로스오버