碳酸氫鹽電解槽將富含碳酸氫鹽的碳捕獲水溶液轉(zhuǎn)化為碳產(chǎn)物(例如CO)，并生成氫氧化物，用于與CO2進(jìn)一步反應(yīng)，無(wú)需高溫或加壓步驟。因此，開(kāi)發(fā)一種新型的的電解池構(gòu)架用于捕獲CO2及CO2RR具有重大意義。基于此，哥倫比亞大學(xué)Curtis P. Berlinguette團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種碳酸氫鹽電解槽，該電解槽具有獨(dú)立的多孔銀電極而不是廣泛用于以氣態(tài)CO2供給的電解槽中的復(fù)合碳電極，以實(shí)現(xiàn)高效電催化CO2RR。這種獨(dú)立的金屬電極比復(fù)合碳電極更容易制造，并且其更高的親水性有助于在3.0 M碳酸氫鹽溶液有效電解CO2還原為CO: 在環(huán)境壓力下，達(dá)到100 mA cm-2的CO法拉第效率為59%，4個(gè)大氣壓下達(dá)到100 mA cm-2的CO法拉第效率為95%。獨(dú)立式多孔金屬電極比商用電解槽中使用的電極排列更緊密，比復(fù)合碳電極更耐用，且多孔金屬電極更能抵抗碳捕獲溶液中常見(jiàn)的雜質(zhì)。此外，研究人員能夠通過(guò)使用獨(dú)立式多孔銀電極實(shí)現(xiàn)高性能指標(biāo)，與廣泛用于CO2RR的復(fù)合碳電極相比，該電極比電解液體碳酸氫鹽溶液可更有效電解。這種多孔金屬電極的電解性能可以通過(guò)酸蝕刻工藝、更高的壓力和溫度下操作以及增加通過(guò)陰極的對(duì)流傳質(zhì)來(lái)提高；同時(shí)，獨(dú)立式電極也比傳統(tǒng)的復(fù)合碳電極更穩(wěn)定。在組裝電解槽時(shí)，多孔金屬電極使用方便，并且無(wú)需進(jìn)一步的再生步驟即可重復(fù)使用。具有獨(dú)立式多孔金屬電極的碳酸氫鹽電解槽可以有益于碳捕獲策略，其中OH-溶液與CO2反應(yīng)形成富含碳酸氫鹽的溶液。因此，研究人員認(rèn)為這種架構(gòu)為使CO2RR電解與碳捕獲兼容提供了可行的途徑。Porous Metal Electrodes Enable Efficient Electrolysis of Carbon Capture Solutions. Energy & Environmental Science, 2022. DOI:10.1039/d1ee02608a
