煤炭的替代能源 CO2-CO電解技術

編譯/高晟鈞

煤炭不僅是發電的重要燃料,還是用於化學工業的重要基礎化學品。如今煤炭的產量越來越少,我們不得不從其他可再生能源中尋找替代方案。其中一個重要的來源便是一氧化碳,是生產塑料和醋酸需要的原料之一。一氧化碳通常由工業大規模生產。它很難運輸,因為它是一種有毒且高度易燃的氣體。

為此,Forschungszentrum Jülich的科學家們正在研究一種基於可再生能源,有助於減少全球暖化的技術。該方法使用所謂的氣體擴散電極,透過電解二氧化碳,藉此產生一氧化碳。這種多孔電極,其背面裝有二氧化碳,正面與液體或固體電解質相鄰。電極連接兩種介質和電流,從而確保最終產生「綠色」一氧化碳CO。

Forschungszentrum Jülich的科學家們正在研究一種基於可再生能源,有助於減少全球暖化的技術。該方法使用所謂的氣體擴散電極,透過電解二氧化碳,藉此產生一氧化碳。示意圖:RF123

該工藝不只對化學工業具有吸引力,且有助於碳中和與環境保護。當二氧化碳電解工廠的CO直接來自大氣、或是沼氣的後續處理,該技術能對全球暖化產生正面的影響,而生產出的產品則能成為良好的碳匯。

該技術已經邁入了成熟階段,在商業化的道路上達到了一個重要的里程碑。他們多次改良和更換零件,成功地將單體電池改造成堆疊式的電解槽,並通過了各種性能測試。

新的電解槽優化了氣體捕獲和電流收集器的設計,由離子導電的合成樹脂流過聚合物電解質作為支撐元件,代替傳統的液體電解質。另外,通過巧妙的陽極設計,研究團隊可以省去離子交換膜和陽極間的電解質室(Electrolyte chamber)。對於電池而言,相鄰兩電池的正負極、陰陽極被雙極板取代。

Rüdiger-A. Eichel說:「與高溫共電解相比,CO2 電解廠的設計相對簡單,生產的也是純CO而非合成氣體,這也進一步簡化了許多應用上的處理過程。接下來的步驟,是更進一步提高電解槽的效率,並為進入大規模生產做好準備。」

資料來源:TechXplore

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