元素百科为您介绍高温二氧化碳电催化还原研究取得了新的进展。近日,中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室包信和王国雄团队在高温二氧化碳电催化还原研究中取得了新进展,并在纳米能源中发表了相关结果(Nano Energy)上。

固体氧化物电解池(SOEC)CO2和水可以转化为合成气体和碳氢化合物燃料,并联生产高纯度O2。电解池具有全固态、模块化结构、能效高、成本低的优点,在CO2转换和可再生清洁电能存储方面具有巨大的应用前景。
钙钛矿陶瓷阴极是近年来SOEC领域的研究热点,因为它在氧化还原气氛下结构稳定,能有效抑制积碳反应。但钙钛矿陶瓷阴极氧空位浓度低,二氧化碳吸附弱,二氧化碳激活转化困难,二氧化碳电催化还原性能低。
该研究小组制备了氧化镓纳米复合材料(LSFVx/GDC),用作高温CO2电催化还原反应的SOEC阴极。实验和理论计算结果表明,钒的掺杂能增加阴极氧空位浓度,提高阴极CO2的高温吸附活化能力和电催化还原能力。在800°当C和1.6V时,SOEC的电流密度可达0.62A/cm2,比未掺杂时高51.2%,电流效率接近100%。本研究通过混合金属元素来调节氧空位浓度和二氧化碳吸附活化能力,为提高二氧化碳阴极二氧化碳催化还原性能提供了新的思路。

