Серебряные нанопроволоки повысили эффективность электродов для CO₂

Учёные из Кореи модифицировали электрод, добавив серебряные нанопроволоки, что позволило решить проблему «затопления» и повысить эффективность переработки углекислого газа. Исследование опубликовано в журнале Advanced Science.

Проблема переработки CO₂

Электрохимическое восстановление углекислого газа рассматривается как перспективный способ снижения его концентрации в атмосфере. Однако процесс ограничен низкой растворимостью CO₂ в водных электролитах.

Это ухудшает перенос вещества к катализатору и снижает скорость реакции.

Решение через газодиффузионные электроды

Для преодоления проблемы учёные используют газодиффузионные электроды, которые подают CO₂ напрямую к каталитической поверхности.

Однако традиционные углеродные материалы склонны к «затоплению» электролитом, что снижает стабильность работы. Полимерные решения, в свою очередь, обладают низкой проводимостью.

Роль серебряных нанопроволок

Исследователи из Корейского института передовых технологий под руководством Хенджуна Сона создали многослойный электрод: слой Cu₂O и покрытие из серебряных нанопроволок.

Сеть Ag NW формирует проводящие пути и сохраняет пористость, улучшая доступ CO₂ к активным центрам.

Результаты экспериментов

Наилучшие показатели показала конфигурация, где серебряный слой находился поверх каталитического. В щелочной среде система демонстрировала высокую селективность к продуктам с углерод-углеродными связями, в частности к этилену.

Также было зафиксировано подавление побочной реакции выделения водорода.

Механизм действия

Анализ показал, что серебро помогает сохранять баланс между Cu(0) и Cu(I), что способствует образованию сложных углеродных продуктов.

Кроме того, серебряные нанопроволоки участвуют в образовании CO, который затем используется в дальнейших реакциях.

Перспективы технологии

В нейтральных условиях электрод показал эффективность до 86% и двукратное увеличение плотности тока по сравнению с традиционными системами.

Авторы считают, что подобная архитектура может быть универсальной для различных катализаторов и перспективна для промышленной переработки CO₂.

Больше новостей и эксклюзивных видео смотрите в канале Самара Онлайн 24 в MAX.