色哟哟视频在线观看-色哟哟视频在线-色哟哟欧美15最新在线-色哟哟免费在线观看-国产l精品国产亚洲区在线观看-国产l精品国产亚洲区久久

0
  • 聊天消息
  • 系統消息
  • 評論與回復
登錄后你可以
  • 下載海量資料
  • 學習在線課程
  • 觀看技術視頻
  • 寫文章/發帖/加入社區
會員中心
創作中心

完善資料讓更多小伙伴認識你,還能領取20積分哦,立即完善>

3天內不再提示

在熔鹽中利用液態金屬錫陰極實現整體碳中和電化學還原CO2

清新電源 ? 來源:清新電源 ? 2022-12-30 10:38 ? 次閱讀

NO.1

【研究背景】

水溶液中CO2的電化學還原受到競爭性析氫和CO2低溶解度的限制。最近的研究表明,熔融鹽可以作為理想的電解質,捕獲、激活并將CO2轉化為碳材料和碳氫化合物。這是由于熔鹽中CO2和O2?之間的熱力學自發反應,從而使CO2在熔鹽中的溶解度增加到每升幾摩爾。

熔鹽還具有比水溶液更大的電化學窗口,使其不容易受到電解質分解的影響。然而,由于轉換效率和產品功能的不足,實現碳中和熔鹽電解CO2仍然具有挑戰性。 工業提鋁是一種自熱、高效、高產的電化學過程。液態金屬陰極的利用集成了高表面反應性和強去極化效應。

用液態金屬陰極共同還原CO2和金屬氧化物(MOx)可以促進精細金屬-碳(M-C)雜化體的生成,正如在800°C下通過熱還原SnO2生成精細Sn(熔點在232°C)粒子所預測的那樣。由于表面張力驅動液態Sn的團聚作用,不能直接將Sn顆粒與碳片混合制備Sn-C雜化產物。

因此,本文提出了一種碳捕獲和利用技術,即在液態金屬陰極上使用熔鹽電還原CO2,對工業煙氣中的CO2進行高通量吸收轉化,有望提高轉化效率和產品功能,其中液態金屬/MOx/熔鹽界面是關鍵實現因素。

NO.2

【成果簡介】

武漢大學肖巍教授將液態錫陰極引入熔鹽中實現CO2的電化學還原制備核殼型Sn@C。液態錫陰極加快反應動力學和Sn@C核殼結構的形成,獲得了高于84%的CO2固定電流效率和Sn@C的高可逆鋰存儲容量。該工藝集成了CO2轉換和金屬碳材料的無模板合成,實現了CO2的整體碳中和電化學還原。

NO.3

【研究亮點】

1. 原位生成的Li2SnO3/C作為Sn@C形成的模板; 2. 其他低熔點金屬如鋅和鉍,證明了這種策略的通用性。

NO.4

【圖文導讀】

0fcab456-87cc-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

圖 1. (a)液態金屬陰極的候選金屬材料的性能總結。(b) MOx與熔鹽分解電壓。(c) M@C產生的示意圖。

電化學固定熔鹽中CO2的液態金屬陰極的選擇規則基于以下標準(如圖1a,b所示):第一,候選金屬熔點應低于電解池的工作溫度,以保持液態;第二,MOx的分解電壓應低于熔體的分解電壓,避免電解液的分解。以Li2CO3熔體體系為例,將能將Li2CO3熔融物熱還原為MOx和碳的金屬記為第一類金屬(M1 = Sn、Zn、Ga、Ba、Al和Mg),其余金屬記為第二類金屬(M2 = Te、Bi、Pb、Sb、Cd和In)。

在圖1c中,提出了一種從液態金屬陰極上CO2電還原制備高功能M-C雜化體的一般策略,表明液態M1陰極上熔鹽中CO2的電化學固定誘導了原位M1Ox/C界面和無模板生成核-殼M-C球(M1@C)。當使用液態M2陰極時,缺少原位M2Ox/C界面會導致CO2單獨還原為碳,而M2Ox/C陰極的電還原(圖1c中的非原位M2Ox/C)會產生M2@C。

10090bc0-87cc-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

圖 2. (a)使用液態錫陰極電化學固定CO2的示意圖。(b)液態錫陰極的結構。(c)電解過程中陽極O2濃度(ΔC)。(d) SEM,(e, f) TEM,(g) Sn@C的元素映射。(h)通過熱電化學反應耦合形成Sn@C的示意圖。

采用Sn作為M1液態金屬陰極,在熔鹽中電化學固定CO2,制備Sn@C(圖2)。在共晶Li2CO3-Na2CO3-K2CO3熔鹽中,2.2 V下,液態錫陰極和鍍鉑鈦陽極之間進行恒壓電解,溫度為550℃,電解時間為3小時(圖2a)。由于密度的差異,熔鹽與液態Sn的界面處形成了陰極Sn@C(圖2b),陽極處發生了O2的析出(圖2c)。

掃描電子顯微鏡(SEM)和透射電子顯微鏡(TEM)(圖2d-f)顯示了陰極產物的核殼結構,Sn@C通過元素映射(圖2g)得到了驗證。Sn@C的形成機制驗證如下。液態Sn與熔融Li2CO3發生熱反應,自發生成Li2SnO3中間體。Li2SnO3的分解電壓高于Li2CO3的分解電壓,而低于Li2O的分解電壓,使得Sn和C同時生成而避免Li的沉積。原位生成的Li2SnO3/C被檢測到,這指導了后續的無模板生成Sn@C(圖2h)。

105e99be-87cc-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

圖 3. (a) Sn@C的CV。(b)電化學阻抗。(c) 100 mA g?1時的循環性能,(d) Sn@C、空心碳和第二循環的商業錫的倍率和(e) 500 mA g?1時的循環性能。

Sn@C電極的循環伏安圖如圖3a所示,在0.25 ~ 0.75 V vs. Li+/Li之間的陰極峰是Li-Sn合金的形成,而在0.60 ~ 0.80 V vs. Li+/Li之間發生陽極脫合金。在第一個循環中,1.7 V vs. Li+/Li的峰值是固體電解質界面(SEI)的不可逆形成。與Sn和空心碳相比,Sn@C球表現出更小的電荷轉移電阻(圖3b),證明了Sn核和碳殼的協同效應。

因此,Sn@C在循環性能和速率能力(圖3c,d)方面優于商業錫和空心碳。Sn@C的這種優異性能歸因于碳殼中的錫核,它減少了合金化/脫合金過程中的結構應力,從而提高了耐久性(圖3e)。

10b9fe6c-87cc-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

圖 4. (a)使用液態Zn、液態Sn和固體Ni陰極配合風/熱發電固定CO2時的碳排放。(b)2021年中國的電力結構。(c)液態Zn、液態Sn和固體Ni陰極進行CO2固定后的碳捕獲和碳排放。

生命周期評估(LCA)表明當使用100%熱功率時,使用液態錫陰極(7.51 tCO2/tC)和液態鋅陰極(5.94 tCO2/tC)的等效CO2排放量遠低于固體鎳陰極(13.95 tCO2/tC)(圖4a)。考慮到2021年中國實際電力結構(圖4b),其中綠色電力(包括太陽能、風能、水電和核電)和火電分別占45.4%和54.6%,使用液態錫和液態鋅陰極可實現4.91和3.51 tCO2/tC的歸一化當量CO2排放,優于固體鎳陰極(即8.15 tCO2/tC,如圖4c)。隨著中國綠色電源比例的不斷提高,到2034年,使用液態錫陰極可實現碳中和,這比應用固體鎳陰極早了7年。

NO.5

【總結與展望】

綜上所述,一種通用的液態金屬陰極策略已被證明是一種有效的電化學還原熔鹽中的CO2,用于合成具有高性能儲能的金屬-碳雜化體。這種方法實現整體碳中和的可行性已經通過實驗研究和LCA得到了驗證。獨特的液態錫陰極/熔鹽界面促進了Li2SnO3/C中間體的原位生成,從而提高了CO2電還原的電流效率(84.20%)和隨后的無模板生成核殼Sn@C,具有出色的鋰存儲能力(634 mAh g?1)。

在熔鹽中使用液態金屬陰極對CO2進行電化學固定,提高了CO2轉換效率,增強了CO2衍生材料的鋰存儲能力。這兩個因素都有助于提高間歇性可再生能源的有效利用,進而提高全面碳中和方案的可行性。






審核編輯:劉清

聲明:本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用,如有內容侵權或者其他違規問題,請聯系本站處理。 舉報投訴
  • 固體電解質
    +關注

    關注

    0

    文章

    46

    瀏覽量

    8389

原文標題:武大Angew:在熔鹽中利用液態金屬錫陰極實現整體碳中和電化學還原CO2

文章出處:【微信號:清新電源,微信公眾號:清新電源】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

收藏 人收藏

    評論

    相關推薦

    電化學氣體傳感器信號放大調試經驗

    硫醇CH3SH、甲硫醚C2H6S、二硫化碳CS2、苯乙烯C8H8等等。 模組傳感器標定指南: 零點標定:將相對應的電化學傳感器插在模組上,模組上電,將模組靜止空氣
    發表于 11-16 11:26

    掃描速率對各體系的電化學行為有什么影響

    掃描速率(Scan Rate)是電化學測試中一個重要的參數,它影響著電化學反應的動力學特性和電極過程的控制步驟。電化學實驗,掃描速率決定
    的頭像 發表于 10-14 14:51 ?1118次閱讀

    外接電源的陰極保護法為什么更有優勢

    保護的基本原理 陰極保護法的基本原理是利用電化學原理來控制金屬的腐蝕。電化學腐蝕過程
    的頭像 發表于 10-12 09:30 ?321次閱讀

    電化學測試方法詳解

    伴隨當今世界發展,不僅電化學理論和電化學方法不斷創新,而且應用領域也占有越來越重要的地位。新能源汽車工業以及生物電化學這些領域所取得的突出成績都是比較典型的例子,因此強調并且重視
    的頭像 發表于 07-03 10:13 ?1413次閱讀
    <b class='flag-5'>電化學</b>測試方法詳解

    電化學儲能和電池儲能的關系

    能源儲存領域,電化學儲能與電池儲能是兩個緊密相關的概念。它們都與電能的存儲和釋放有關,并在多個領域具有廣泛的應用。本文旨在深入探討電化學儲能與電池儲能之間的關系,以便更好地理解它們各自的角色和優勢。
    的頭像 發表于 05-20 16:38 ?819次閱讀

    電化學儲能與物理儲能的對比

    能源存儲領域,電化學儲能和物理儲能是兩種重要的儲能方式。它們各自具有獨特的原理和優勢,并在不同的應用場景中發揮著重要作用。本文將對電化學儲能和物理儲能進行詳細的對比,旨在揭示它們之間的主要差異和各自的優勢。
    的頭像 發表于 05-20 16:27 ?1352次閱讀

    電化學儲能和氫儲能哪個好

    隨著可再生能源的快速發展和能源結構的轉型,儲能技術成為了解決能源供需不平衡、提高能源利用效率的關鍵技術之一。眾多的儲能技術電化學儲能和氫儲能以其各自獨特的優勢備受關注。本文將對
    的頭像 發表于 05-20 16:24 ?1055次閱讀

    電化學儲能系統的組成與作用

    電化學儲能系統作為現代能源體系的關鍵組成部分,以其高效、靈活和環保的特點,電力系統中發揮著越來越重要的作用。本文將詳細介紹電化學儲能系統的組成、作用以及其
    的頭像 發表于 05-20 16:17 ?1120次閱讀

    電化學儲能的基本原理介紹

    隨著全球能源危機的加劇和環境保護意識的提高,可再生能源的利用和能源儲存技術成為了研究的熱點。電化學儲能技術作為其中的一種重要方式,以其高效、環保、靈活等特性,受到了廣泛關注。本文將詳細介紹電化學儲能的基本原理,以及其
    的頭像 發表于 05-20 16:11 ?2673次閱讀

    電化學儲能電池是燃料電池嗎

    電化學儲能電池和燃料電池是兩種不同的電化學能源系統,它們工作原理、結構組成、應用場景以及能源存儲和轉換方式上存在顯著差異。
    的頭像 發表于 05-16 17:40 ?1102次閱讀

    關于電化學儲能的BMS可行性方案

    實現儲能系統內部微電網的能量控制,保證微電網和整套系統正常運行。 電化學儲能系統構成示意圖 整套系統,電池模組和PCS成本占比較高,BMS和EMS雖然硬件成本比重不高,可作為整
    發表于 05-16 17:08

    電化學儲能的特點包括哪些?電化學儲能的效率?

    電化學儲能是一種通過電池或其他電化學設備的化學反應來存儲和釋放能量的技術。它在電力系統、新能源汽車、便攜式電子設備等領域有著廣泛的應用。
    的頭像 發表于 04-26 15:15 ?1480次閱讀

    什么是電化學儲能?電化學儲能技術主要包括哪些?

    電化學儲能是一種通過電化學反應將電能轉換為化學能進行存儲,并在需要時再將化學能轉換回電能的技術。
    的頭像 發表于 04-26 15:09 ?5804次閱讀

    什么是電化學電容器?電化學超級電容器有什么特點?

    什么是電化學電容器?電化學超級電容器有什么特點? 電化學電容器是一種儲能裝置,它利用電化學反應將電能轉化為化學能,進而存儲電荷。與傳統的電容
    的頭像 發表于 03-05 16:30 ?1012次閱讀

    詳解蔡司原位液體電化學顯微解決方案

    突破1:液氛SEM的原位多模態分析 蔡司原位液體電化學顯微解決方案SEM高分辨形貌/襯度成像的同時,還能夠實現多模態分析表征,通過搭載EDS、Raman,對物質結構與成分進行鑒別。
    的頭像 發表于 01-30 14:22 ?547次閱讀
    詳解蔡司原位液體<b class='flag-5'>電化學</b>顯微解決方案
    主站蜘蛛池模板: 成人天堂资源WWW在线| 99久久免费精品国产| 夜色88V精品国产亚洲AV| 亚洲欧美免费无码专区| 亚洲熟伦熟女专区| 在线播放一区| S货SAO死你BL大点声叫BL| 成人免费观看在线视频| 国产精品国产三级国产专区53| 国产欧美精品国产国产专区| 精品国产人妻国语| 日日天干夜夜狠狠爱| 午夜片无码区在线观看| 亚洲精品免播放器在线观看| 最近中文字幕MV免费看| 白洁在线观看| 国产偷国产偷亚洲高清app| 久久精品国产eeuss| 欧美精品99久久久啪啪| 我的家庭女教师| 伊人精品影院| jiizzyou欧美喷液| 国产美女一区二区| 久久九九亚洲精品| 强奷乱码欧妇女中文字幕熟女| 香蕉免费高清完整| 18av 在线| 国产AV视频一区二区蜜桃| 黄小说免费看| 名女躁b久久天天躁| 日日摸天天添天天添无码蜜臀| 亚洲精品国产拍在线观看| 在线观看中文字幕国产| 草莓视频cm.888tw| 火影忍者高清无码黄漫| 巨大乳hdbbw| 入禽太深免费高清在线观看5| 亚洲欧美人成视频在线| 99精品免费久久久久久久久日本 | 国产精品嫩草免费视频| 久久人妻少妇嫩草AV无码|