电催化乙烯制乙二醇耦合CO2捕获实现碳减排突破

当前乙二醇(EG)生产年排放4600万吨CO2当量。来自国际团队的研究人员通过开发RuSnOx催化剂和膜电极组件电解系统，实现94%法拉第效率的乙烯转化和91%的CO2捕获率，使每吨EG碳强度降至0.133吨CO2当量，为化工行业低碳转型提供创新方案。

　　

传统乙二醇(EG)工业生产每年产生惊人的4600万公吨CO₂当量排放。科研团队另辟蹊径，采用电化学催化技术将乙烯转化为EG，同时创新性地整合了CO₂捕获系统。通过原位光致发光光谱技术，研究人员意外发现膜电极组件(MEA)电解槽中膜-阳极界面存在pH值升高的现象，这源于氢氧根离子(OH^-)的逆向迁移。

为解决这一难题，团队开发了双管齐下的解决方案：在阴极侧引入电化学碳捕获技术以减少氢氧根通量，同时设计出具有选择性吸附特性的钌锡氧化物(RuSnO_x)催化剂。这种新型催化剂对氯离子(Cl)的亲和力远高于氢氧根(OH)，成功实现了氯离子介导的乙烯氧化过程。

该突破性系统展现出惊人的性能指标：乙烯到EG的转化法拉第效率高达94%，对10%浓度CO₂混合气的捕获效率达到91%。每生产1吨EG可同步封存0.60吨CO₂，最终将EG生产的碳强度降至0.133吨CO₂当量/吨EG，较全球平均水平1.2吨降低近90%。这项技术为化工行业实现碳中和目标提供了极具前景的解决方案。