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二氧化碳还原科普知识大全,你真不一定都懂
发布时间:2020-11-12   点击次数:98次
   二氧化碳还原科普知识大全,你真不一定都懂
  二氧化碳还原采用原位 X射线吸收光谱证实在催化过程中发生作用的活性位点是单分散的的Fe3+离子,这种Fe3+与氮掺杂的碳载体中的吡咯氮(N)原子配位从而在电催化过程中保持其+3价氧化状态。这种配位机制可能是通过电子耦合作用实现的。
  自工业革命以来,由于人类活动排放了大量的二氧化碳等温室气体,使得大气中温室气体的浓度急剧升高,结果造成温室效应日益增强。大气温室效应的不断加剧导致气候变暖,产生一系列当今科学不可预测的世界性气候问题。如冰川融化,海平面上升等,甚至产生世界性的生态平衡紊乱,终导致世界发生大规模的迁移和冲突。因此,降低大气中的二氧碳浓度势在必行。
  可再生电力驱动的二氧化碳还原技术为含碳化合物的生产提供了另一种途径,而传统上含碳化合物都是利用化石燃料生产的。典型的CO2电还原方法是将阴极CO2还原反应与阳极析氧反应(OER)结合起来,其中OER消耗了约90%的电力。
  有专业人士发现甘油的阳极电氧化可以降低高达53%的电力消耗。这大大降低了该生产过程的成本,为碳中性产物的生产开辟了道路,同时实现了12电子产物乙烯和乙醇的经济生产。因此,本研究可作为设计低用电需求CO2电还原工艺的框架,进而提高CO2应用潜力和经济可行性。
  将无机催化剂与固定CO2的微生物相结合,实现了高效的电驱动CO2还原。然而,大通量可能受到介质溶解度低的限制,例如H2,其中介质的作用是将还原当量从电极传递到微生物。
  引入了一种具有生物相容性的全氟碳纳米乳作为H2的载体,使二氧化碳还原为醋酸的能力提高了190%。以其中一种产乙酸菌为模型,4天内醋酸的平均滴度为6.4±1.1 gl?1 (107 mM),法拉第效率接近100%。这相当于1.1 mM h?1的生产率,是生物电化学系统中高的产率之一。力学研究表明,全氟碳纳米乳的非特异性结合促进了H2转移动力学以及随后的氧化动力学。研究表明引入纳米级气体载体可以缓解电力驱动微生物引发的CO2转化为商业化学品的生产瓶颈。
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