荷兰代尔夫特理工大学开发双极膜CO2电解系统

9月19日，荷兰代尔夫特理工大学开发了非贵金属双极膜二氧化碳（CO₂）电解系统，在无需补充电解液的情况下，可稳定运行超过150小时，相关研究成果发表在《Nature Communications》（自然通讯）上。

CO₂电解可以将CO₂转化为高附加值的碳氢化合物。然而，基于贵金属阳极（如铱和钌）的单离子交换膜体系成本高昂，非贵金属体系则需要不断补充电解液来平衡pH值。同时，阴极盐沉淀也限制着系统的长期稳定性。基于此，研究团队开发了由阳离子交换层和阴离子交换层组成的双极膜系统，能有效控制离子的局部传输，在电解过程中稳定阴阳极两侧的pH值差异，使得非贵金属电极可稳定工作，并防止盐沉淀，提高CO₂的利用效率。研究结果显示，非贵金属双极膜CO₂电解系统在工作电流密度100mA/cm2下，无需补充电解液，可以持续运行超过150小时，CO₂/阳离子交叉率小于1%，CO₂-CO利用效率达80-90%。该研究成果为通过催化剂材料设计和局部运输及反应微环境的调节来推进和评估双极膜电化学系统提供了新见解。