直接利用海水溶解的無機碳用于CO2轉化有可能實現制備需要的化學品,并且實現零碳排放目標。光電化學還原CO2器件有可能使用太陽能作為唯一能源將海水溶解的碳以符合可持續發展要求的方式生成含碳化合物。但是,海水溶解的CO2濃度非常低,而且電解溶解CO2的過程是受到擴散控制的傳質,因此如何能夠實現較高的太陽能轉化為燃料的效率和較高的碳產物選擇性面臨巨大的挑戰。
有鑒于此,耶魯大學胡澍教授等報道通過酸化處理HCO3-流體(從BiVO4光陽極流向Si光陰極),通過一步處理過程,將溶解的碳轉化為含碳產物。
本文要點:
(1)
構筑的PEC器件將產物的CO選擇性從3 %提高至21 %,這個選擇性接近多體物理建模的理論極限。而且Si/BiVO4 PEC CO2R器件的太陽能轉化為燃料(STF)的效率達到0.71 %。
(2)
這個體系處理模擬海水轉化,實現了與流體關聯的產物選擇性、轉化速率、且穩定,成為一種具有前景的大規模太陽燃料制備技術。
參考文獻
Liu, B., Qian, Z., Shi, X. et al. Solar-driven selective conversion of millimolar dissolved carbon to fuels with molecular flux generation. Nat Commun 16, 1558 (2025).
DOI: 10.1038/s41467-025-56106-3
https://www.nature.com/articles/s41467-025-56106-3