肖丽、庄林课题组二氧化碳电解器研究进展

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使用一节锂离子电池，便可实现二氧化碳（CO2）的工业级转化。这是化学与分子科学学院肖丽、庄林课题组关于CO2电化学转化的最新研究进展。这将彻底打消工业界对CO2电化学转化技术的顾虑，同时由于工作条件温和，无须高温高压，技术成本可大幅降低。

英国皇家化学会能源领域旗舰期刊Energy & Environmental Science（《能源环境科学》，影响因子30+）近日在线发表了这一成果，博士生尹征磊和彭汉青是论文共同第一作者。

将CO2转化为液态燃料或高附加值化学品是近年来非常热门的研究领域，其中电化学方法是最被看好的途径，因为电化学可以直接利用太阳能、风能等可再生能源产生的电力。不过，电化学方法还原CO2这项技术的前景一直存在争议。由于CO2在水溶液中的溶解度低（约40 mmol/L），会限制此技术的工业应用规模。突破CO2溶解度限制须借助气体扩散电极，特别是采用聚合物电解质（polymer electrolyte）代替传统的液态电解质。然而，由于缺乏适用的高性能碱性聚合物电解质（APE），目前多数CO2电解器不得不采用流动电解液的设计。

肖丽、庄林课题组在碱性聚合物电解质燃料电池（APEFC）方面开展了近二十年的研究，近年来在材料、催化和器件等方面不断取得突破性进展。同时，他们积极探索将高性能APE应用于CO2电解器，终于取得重要突破。基于APE的CO2电解器工作在温和条件下（室温至90摄氏度），采用纯水操作，无须加入任何液态电解质，该电解器的电流密度高达500 mA/cm2 @ 3 V，与工业水电解的电流密度相当，而且CO2转化为CO的法拉第效率达90%。

原文链接：

http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/EE/C9EE01204D

庄林教授毕业于武汉大学化学院，曾在美国康奈尔大学材料研究中心作访问学者，并于2004年入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”、 2011年获国家杰出青年科学基金资助、2015年入选教育部长江学者特聘教授。曾获“中国化学会青年化学奖”、首届“中国电化学青年奖、日本化学会Distinguished Lectureship Award以及教育部自然科学二等奖（第一完成人）；研究方向为碳基能源转化利用的催化科学、新型固态电解质膜的分子设计与离子传输机制研究等。