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研究团队创造了电解流通池用羧酸生产醇

2019-03-09 09:25:52
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对可再生能源的兴趣继续增长。然而,许多可再生能源可能令人沮丧地断断续续 - 当太阳停止发光,或者风停止吹动时,电力会闪烁。在峰值生产时间期间,通过能量存储可以部分地平滑波动的供应。然而,存储电力并非没有挑战。

最近,日本南部九州大学国际碳中性能源研究所(I2CNER)的一个团队创建了一种通过连续电解以化学形式储存能量的装置。

研究人员指出,乙醇酸(GC)具有比氢更大的能量容量,氢是一种比较流行的储能化学品。GC可以通过草酸(OX)的四电子还原来生产,草酸是广泛可得的羧酸。正如他们在Scientific Reports上发表的文章所述,该团队设计了一种基于新型膜电极组件的电解槽。夹在两个电极之间的是基于氧化铱的阳极和通过聚合物膜连接的二氧化钛(TiO 2)涂覆的钛(Ti)阴极。

“流动型系统对于液相反应的储能非常重要,”研究的主要作者Masaaki Sadakiyo解释道。“大多数生产酒精的电解槽都采用分批工艺,不适用于此目的。在我们的设备中,通过使用与电极直接接触的固体聚合物电解质,我们可以将反应作为连续流动而不添加杂质(例如电解质.OX溶液可以有效地被认为是一个可流动的电子池。“

另一个关键考虑因素是阴极设计。阴极反应由锐钛矿TiO 2催化。为了确保催化剂和阴极之间的牢固连接,该团队直接在Ti上以网状或毛毡的形式“生长”TiO 2。电子显微镜图像显示TiO 2是一种纤细的绒毛,像新鲜的雪涂层一样紧贴着Ti棒的外部。事实上,它的工作是催化OX到GC的电还原。同时,在阳极处,水被氧化成氧气。

斗地主手机版该团队发现反应在较高温度下加速。然而,将热量升得太高会鼓励不必要的过程 - 水转化为氢气。这两种效应之间的理想平衡是在60°C。在该温度下,可以通过减慢反应物的流速来进一步优化装置,同时增加可用于反应的表面积的量。

有趣的是,即使模糊TiO 2催化剂的质地也有很大差异。当TiO 2被制备成“毛毡”时,通过在更薄和更密集的Ti棒上生长它,反应比“网”更快 - 可能是因为更大的表面积。通过比Ti网更贴合地覆盖Ti表面,毛毡也阻止了氢的产生,防止了裸Ti的暴露。

斗地主手机版“在合适的条件下,我们的细胞可以转化近100%的OX,我们发现这非常令人鼓舞,”共同作者Miho Yamauchi说。“我们计算出GC溶液的最大容积能量大约是氢气的50倍。很明显,与容量相比,能源效率仍然落后于其他技术。但是,这是一个很有希望的第一步。一种存储过电流的新方法。

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