다이어프램 기반 전해조를 통한 저전압 산성 CO2 환원

초록 대규모 전기화학적 CO2 전환을 통해 부가가치 제품을 구현하는 것은 현재 높은 전해조 셀 전압으로 인해 방해받고 있으며, 이로 인해 낮은 에너지 효율성과 높은 운영 비용이 발생하고 있다. 셀 전압은 일반적으로 3V 이상이며, 에너지 효율적인 CO2 전기 환원을 가능하게 하기 위해서는 전류 밀도가 200 mA cm−2 이상인 상태에서 상당히 낮춰져야 한다. 이는 장치의 저항 성분을 수정하여 에너지 소비를 줄이고 운영 비용을 낮춤으로써 해결할 수 있다. 전극, 전해질 용액 및 구획 간의 분리기는 전체 셀 전압에 가장 큰 기여를 하므로, 이들의 저항을 감소시키면 효과적인 CO2 전환을 추진하는 데 필요한 전력 입력을 줄일 수 있다. 여기서는 셀 내 다양한 전압 강하 원인의 신중한 분석 및 조정을 통해 산업적으로 관련 있는 200 mA cm−2의 전류 밀도에서 작동할 수 있는 최적화된 다이어프램 기반 CO2 R 장치를 제시하며, |E cell|은 2.89V로 현재까지 보고된 값 중 가장 낮은 값 중 하나이다.