廢塑料耦合海水制氫有新法
時(shí)間：2024-05-22 17:27
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)
作者:小編
近日，中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所光化學(xué)轉(zhuǎn)換與合成中心研究員陳勇團(tuán)隊(duì)提出電化學(xué)重整廢棄聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料耦合海水制氫新策略，可以高選擇性地將廢棄PET重整為高附加值的乙醇酸。
利用可再生能源驅(qū)動(dòng)的電化學(xué)技術(shù)直接分解水制氫，被認(rèn)為是未來(lái)通向“綠氫經(jīng)濟(jì)”的最佳途徑之一。其中，直接海水電解因無(wú)需依賴淡水資源而成為理想的綠色制氫方式之一，但高成本以及海水腐蝕帶來(lái)的催化劑失活成為制約其發(fā)展的主要瓶頸。從海水分解反應(yīng)的本質(zhì)來(lái)說(shuō)，陽(yáng)極析氧反應(yīng)(OER)面臨高的熱力學(xué)能壘、緩慢的動(dòng)力學(xué)過(guò)程、產(chǎn)物價(jià)值低以及析氯反應(yīng)所帶來(lái)的催化劑失活和法拉第效率低等問(wèn)題。因此，如何降低陽(yáng)極的氧化能壘并實(shí)現(xiàn)氧的綜合利用，是加速陰極析氫以及提升電解水制氫技術(shù)降本增效的關(guān)鍵。
陽(yáng)極析氧反應(yīng)過(guò)程中，往往伴隨多種活性氧物種產(chǎn)生。這些活性氧物種被認(rèn)為是傳統(tǒng)熱催化有機(jī)物氧化反應(yīng)中的關(guān)鍵活性成分。因此，以電解水過(guò)程中產(chǎn)生的活性氧為基礎(chǔ)，將陽(yáng)極析氧反應(yīng)過(guò)程替換為重要的有機(jī)分子氧化反應(yīng)，可實(shí)現(xiàn)高附加值化學(xué)品的綠色合成，并有望降低氧化過(guò)電位，提高制氫效率，從而破解電解水制氫降本增效的難題。
機(jī)理研究結(jié)果表明，增強(qiáng)催化劑表面活性氧物種的吸附，可以提高催化活性，并可以在催化劑表面形成陰離子層來(lái)排斥氯離子，提高催化劑穩(wěn)定性。在模擬海水環(huán)境中，該體系可以在1.6安的工業(yè)電流下穩(wěn)定運(yùn)行超過(guò)100小時(shí)。
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