Règles de conception système pour intensifier la réduction électrochimique du CO2 en CO sur des nanoparticules d'Ag

Résumé La électroréduction du CO2 (eCO2 RR) est une approche potentiellement durable pour la production de produits chimiques à base de carbone. Malgré des progrès significatifs, réaliser eCO2 RR de manière économique à grande échelle est un défi. Ici, nous rapportons avoir atteint simultanément des références technoéconomiques clés grâce à l'ingénierie des électrolytes et à l'optimisation des processus. Une étude systématique d'électrolyse en flux – réalisant eCO2 RR en CO sur des nanoparticules d'Ag en fonction de la composition de l'électrolyte (cations, anions), de la concentration de l'électrolyte, du débit de l'électrolyte, de la charge de catalyseur cathodique et du débit de CO2 – a abouti à des densités de courant partielles de 417 et 866 mA/cm² avec des efficacités faradaïques de 100 et 98 % à des potentiels de cellule de −2,5 et −3,0 V, avec des efficacités énergétiques globales de 53 et 43 %, et une conversion par passage de 17 et 36 %, respectivement, lors de l'utilisation d'un électrolyte à base de CsOH. Les idées cumulées de cette étude ont conduit à la formulation de règles de conception système pour une eCO2 RR à CO à faible taux, hautement sélective et très efficace sur le plan énergétique.