二酸化炭素を家庭用化学薬品にリサイクル(Recycling carbon dioxide into household chemicals)

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2024-05-21 アルゴンヌ国立研究所(ANL)

低コストのスズベースの触媒が二酸化炭素(CO2)をエタノール、酢酸、蟻酸に選択的に変換できることを発見しました。この研究はアルゴンヌ国立研究所、北イリノイ大学、バルパライソ大学の共同プロジェクトです。触媒は炭素支持体上にスズ金属を配置したもので、電気を使用してCO2を変換します。触媒のサイズを調整することで、変換生成物の選択性を制御でき、それぞれの化学物質の選択性は90%以上でした。この技術は、再生可能エネルギーを利用した低温電解槽に組み込むことで、地元で必要な化学物質を生産し、CO2の輸送および保管コストを削減することができます。

<関連情報>

CO2電極触媒の有機物経路への変換を触媒サイト次元で調節する Modulating CO2 Electrocatalytic Conversion to the Organics Pathway by the Catalytic Site Dimension

Haiping Xu, Jianxin Wang, Haiying He, Inhui Hwang, Yuzi Liu, Chengjun Sun, Haozhe Zhang, Tao Li, John V. Muntean, Tao Xu, and Di-Jia Liu
Journal of the American Chemical Society  Published:April 4, 2024
DOI:https://doi.org/10.1021/jacs.3c12722

Abstract

Abstract Image

Electrochemical reduction of carbon dioxide to organic chemicals provides a value-added route for mitigating greenhouse gas emissions. We report a family of carbon-supported Sn electrocatalysts with the tin size varying from single atom, ultrasmall clusters to nanocrystallites. High single-product Faradaic efficiency (FE) and low onset potential of CO2 conversion to acetate (FE = 90% @ −0.6 V), ethanol (FE = 92% @ −0.4 V), and formate (FE = 91% @ −0.6 V) were achieved over the catalysts of different active site dimensions. The CO2 conversion mechanism behind these highly selective, size-modulated p-block element catalysts was elucidated by structural characterization and computational modeling, together with kinetic isotope effect investigation.

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0505化学装置及び設備
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