DTU的一个国际研究小组将转化二氧化碳的电解槽的保质期从半天延长到100小时。这对从事这一过程的公司来说是个好消息。该研究结果发表在《自然催化》杂志上，标题为“识别和缓解用于高速CO电解的膜电极组装的耐久性挑战”。
大气中过多的二氧化碳是全球变暖的罪魁祸首之一。但想象一下，如果我们能将捕获的二氧化碳转化为有价值的绿色化学物质，我们就能做到。这种转化可以通过二氧化碳电解来实现，但这个过程很复杂，成本也很高。
研究人员现在离开发一种技术又近了一步，这种技术可以将捕获的二氧化碳转化为有用的绿色化学物质，如乙烯和乙醇，这些化学物质可以用于生产塑料。
我们目前使用的大多数塑料都是由化石化学物质生产的，它们占全球二氧化碳排放量的5%左右。二氧化碳电解为化石化学物质提供了一种绿色替代品，同时也将捕获的二氧化碳作为一种资源。这意味着该技术在社会的绿色转型中具有巨大的潜力。
“我们已经发现了在CO/CO2电解的化学过程中，电解装置降解的原因和位置。DTU教授Brian Seger说:“我们的研究结果为研究人员和行业提供了明确的指导方针，指导他们如何延长CO/CO2电解设备的耐用性，这将加强该技术的商业化。”
使用二氧化碳电解
为了理解结果的重要性，我们首先需要了解电解的原理。电解使你能把物质分离成基本元素或制造新的化合物。这是一种已知的化学过程，通过向电解质(一种导电的溶液或熔融化合物)中加入电流而发生。
在这里，电解质的正离子将被吸引到阴极，而电解质的负离子将被吸引到阳极。在电解水(H2O)的过程中，充满水的电解容器中的阳极会吸引氧(O2)，而阴极会吸引氢(H2)，将水分解成基本成分。
二氧化碳电解产生的第一个中间产物是CO(一氧化碳)。接下来是CO电解，由此可以生产有价值的化学物质乙醇(酒精，可以用作燃料)和乙烯(碳氢化合物，可以用来制造塑料材料聚乙烯)。
耐久性从半天增加到100小时
二氧化碳电解是一个复杂的多步骤过程，有几个因素会影响该过程的有效性。一个特别的挑战是阳极在电解质溶液中击穿，这导致设备在大约半天的使用后失效。这使得这一过程非常昂贵，难以扩大规模用于工业用途。
但是，由于研究人员提高的恰恰是阳极的耐用性，对于从事二氧化碳电解的公司来说，可能会有好消息。
研究人员已经证明，阳极降解的最大原因之一是阴极上醋酸盐的产生，阴极的环境是碱性的。这会导致阳极形成醋酸，从而降低pH。如果阳极上的材料不能处理电解液现在的低pH，它会降解，电解装置在使用约12小时后就会失效。
通过去除醋酸盐，从而维持电解质溶液的pH值，研究人员发现阳极的耐用性可以从半天延长到100多个小时。虽然研究人员通过在pH值过低时每12小时手动更换电解溶液来实现这一目标，但当商业化时，一个简单的过滤器可以解决这个问题。
“我们的指导方针告诉研究人员和行业，他们需要监测阳极液侧的pH值，以保持不腐蚀阳极的pH值。对于那些已经开始将这项技术商业化的公司来说，这是一个简单但至关重要的一点，”DTU教授Brian Seger说。
