近日，中國科學院大連化學物理研究所催化基礎國家重點實驗室汪國雄研究員和包信和院士團隊應邀在《先進材料》（Advanced Materials）上發(fā)表題為“固體氧化物電解池中高溫二氧化碳電解的發(fā)展、挑戰(zhàn)與展望”（High-Temperature CO2 Electrolysis in Solid Oxide Electrolysis Cells: Developments, Challenges and Prospects）的進展報告。
大連化物所在Advanced Materials上發(fā)表高溫二氧化碳電解進展報告
固體氧化物電解池（Solid Oxide Electrolysis Cell，SOEC）將CO2和H2O轉化為合成氣、烴類燃料并聯(lián)產高純度O2，具有全固態(tài)和模塊化結構，以及反應速率快、能量效率高、成本低等優(yōu)點，在CO2轉化和可再生清潔電能存儲方面表現(xiàn)出極具潛力的應用前景。該進展報告介紹了SOEC的發(fā)展歷程、CO2電解機理、SOEC電極和電解質材料，探討了電極組成和微觀結構對CO2電解性能的影響；總結了SOEC的衰減機制，以及燃料協(xié)助型SOEC和高壓SOEC的發(fā)展狀況；最后，展望了利用原位動態(tài)表征技術研究電極反應機理，為研制高性能電極材料提供指導，同時通過陽極耦合烷烴轉化來實現(xiàn)SOEC高效生產燃料和化學品。
汪國雄和包信和團隊近期致力于高溫CO2電解研究：通過浸漬和原位還原手段構建了一系列金屬-氧化物界面結構，同時形成大量氧空位，有效增強了陰極CO2在高溫下的吸附活化和陽極氧析出反應，顯著提高了CO2電解性能；結合電化學交流阻抗譜、電化學原位近常壓XPS和理論計算，揭示了在SOEC陰極，界面結構主要促進CO2的吸附和解離，在SOEC陽極，界面結構促進氧物種從氧化物向金屬表面溢流。相關研究結果發(fā)表于Angew. Chem. Int. Ed.，2019；Nano Energy，2018；Energy Storage Mater.，2018；J. Mater. Chem. A，2018；J. Mater. Chem. A，2019等。
上述研究工作得到了國家自然科學基金、國家重點研發(fā)計劃和中科院先導專項等項目的資助。這也是獻禮大連化物所七十周年所慶文章之一。
