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二氧化碳用途多多:能直接转化为甲酸盐,可提升千倍电池耐用性

2022-07-20 18:58:55  信息编号:K222935  浏览次数:835

作为资源的二氧化碳和氢能,被认为是实现碳中和最实际的措施。然而,技术创新对于它们在环境和经济上的可行性至关重要。为此,一个韩国研究小组开发了一种利用两个领域协同作用的专有技术。


韩国科学技术研究院的研究小组开发了一种技术,通过使用掺氟氧化锡催化剂进行大规模合成,将二氧化碳稳定地转化为有用的液体化合物(甲酸盐),也称为甲酸。甲酸盐是用于各种工业的基本化学原料,例如食品加工防腐剂、染色剂、增塑剂、除雪剂和固化延缓剂,因为它具有独特的酸味、抗菌性能和控制pH值的能力。


近年来,它还作为生态友好型可生物降解塑料的原料而备受关注。


因为大多数甲酸盐目前是通过化石燃料的热化学反应生产的,二氧化碳排放在制造过程中是不可避免的。虽然如果二氧化碳通过电化学反应直接转化为甲酸盐,它可以以环境友好的方式制造,但是有必要提高负责将气体转化为甲酸盐的电极材料的性能液相,并确保耐久性,这允许电极长时间稳定工作。


KIST研究小组关注的事实是,掺氟氧化锡比常规氧化锡具有更低的金属化倾向,并保持催化剂的二氧化碳转化活性。


通过在氧化锡的合成过程中使用相对简单的掺杂氟的方法,研究人员开发了一种电极,该电极以稳定的方式保持高甲酸盐转化活性。通过所提出的方法制造的掺氟氧化锡电极显示出具有四倍于现有商业氧化锡电极的甲酸盐生产率,并且其耐久性提高了至少100倍,因此其性能甚至在超过一周的长期反应时间内得以保持。


甲酸盐是作为液体有机氢载体(LOHC)的最有前途的候选物之一,这是一种将氢与第三种物质结合的储氢材料,以实现储存和运输,而无需依赖昂贵的重型专用容器。


LOHC技术的核心是确保液化化合物具有高氢储存能力和安全性,即使暴露于外部因素;甲酸盐就有这个特点。随着研究人员开发的技术的应用,随着环境和经济问题(以前被认为是弱点)将同时得到解决,预计将根据其他候选材料(如氨)重新评估其竞争力。


这不仅是一个方向碳捕获利用和储存(CCUS),而且这是一种“一举两得”的技术,提供了大量的甲酸盐理想的储氢。

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