水溶液中二氧化碳电还原技术的发展现状、挑战及对策

二氧化碳(CO₂)电化学还原利用CO₂生产低碳燃料,能够实现可再生能源存储同时降低温室气体排放对环境的负面影响,因而成为了近年里一个甚受瞩目的研究与开发热点. 尽管以往科学家关于催化剂活性、产物选择性以及反应机理的基础研究已做了广泛的报道,但对催化稳定性和电化学反应器系统的设计及实用性方面还未给予充分重视. 本文针对影响低温水溶液中二氧化碳电化学还原技术实用化的上述两个重要因素, 从技术应用需求角度出发,在概述发展现状基础上,总结归纳了主要存在的技术挑战,对未来研究方向提出了建议性对策.     

尿素作为造孔剂对聚乙烯支撑的PAMS聚合物电解质性能的改进

采用乳液聚合法合成聚(丙烯腈-甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯) (P(AN-MMA-ST)或者共聚物PAMS), 并利用尿素作为造孔剂制备了聚乙烯(PE)支撑的PAMS聚合物膜(PE-PAMS-U)及凝胶聚合物电解质(GPE). 利用傅里叶变换红外(FTIR)光谱、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、热重(TG)分析、线性电位扫描(LSV)、电化学阻抗谱(EIS)以及充放电等方法对PAMS聚合物以及PE支撑的聚(丙烯腈-甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯) (PE-PAMS)聚合物隔膜及凝胶聚合物电解质的性能进行了研究. 结果表明, 利用尿素作为造孔剂可以提高PE-PAMS凝胶聚合物的性能. 由于尿素的加入, 聚合物膜呈现均匀的微孔结构, 室温下的电导率从1.1×10^-3 S·cm^-1提高到2.15×10^-3 S·cm^-1. 同时, 锂电极/聚合物电解质界面上的电荷传递电阻也从480 Ω·cm²降低到 250 Ω·cm². 电化学稳定窗口为5.0 V. 电池(Li/PE支撑的GPE/LiCoO₂)的测试证明, 用尿素作为造孔剂的凝胶聚合物锂离子电池表现出优良的倍率性能和循环性能.