一种中空多孔铜纤维形式的电极能够极其有效地将二氧化碳转化为一氧化碳

在Twente大学的研究人员开发可用于将CO转化的中空铜纤维2为CO具有非常高的效率。用作电极的纤维具有无数的微孔。如果将纤维置于水浴中，施加电压并且泵入CO2，则CO2在通过这些孔时被转化为CO。

效率和选择性

该原理是直截了当的，但反应的效率和选择性令人惊讶地高，部分是因为电极提供了可在其上发生反应的巨大表面积。一个重要的创新是气体，液体和铜粒子之间的优化的接口，从而允许CO的非常高效的供应2和取出产品，CO。的转换采用最先进的铜电极当前可用时在约10倍的速率发生，而选择性(表示为实际将CO2转化为CO的电子百分比)为85%，而目前的铜电极为35%。新开发的电极也比由昂贵的贵金属(如金或银)制成的电极表现更好。

制造过程

纤维以下列方式制造。将小的铜颗粒添加到聚合物溶液中。该溶液被引导通过水浴中的小的环形狭缝，其中聚合物溶液固化成薄的中空纤维的形式。然后进行热处理以除去聚合物并部分熔化铜颗粒。结果是氧化铜纤维。在高温下与氢气反应得到最终产品：中空的多孔铜纤维，直径为1.5mm，壁厚为0.1mm。

因为这种制造技术基于聚合物中空纤维膜目前大规模构建的方式，例如用于肾透析设备，所以研究人员认为在商业规模上生产新电极相对容易。

应用

该方法可用于需要气体转化的各种化学过程，特别是因为用于制造纤维的方法也适用于除铜之外的材料;例如，它可以应用于燃料电池中的氧转化，或氨的电化学生产中的氢转化。

研究人员特别设想应用的一个重要领域对这些铜电极是在钢铁工业中，其中大体积的CO2产生并需要CO铁矿石转化成铁。这些纤维的应用可以使该领域的可持续性逐步提高。纤维的操作已在实验室中得到证实;与可持续过程技术研究所合作，研究人员现在计划优化设计并开发适合工业应用的方法。

研究

该研究由特温特大学研究所MESA+的光催化合成(Mul教授)和流体薄膜(Benes教授)研究小组的研究人员进行，与催化和表面化学研究小组(Koper教授)研究小组合作在莱顿大学。该研究部分由NanoNextNL资助。该研究结果最近发表在自然通讯科学杂志上，标题为“三维多孔中空纤维铜电极，用于高效和高速电化学二氧化碳还原”。

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