Des chercheurs conçoivent une nouvelle électrode de pénétration de Cu à fibres creuses pour une électroréduction efficace du CO₂

La conversion électrochimique du CO2 en carburants chimiques à valeur ajoutée, alimentée par l’énergie électrique renouvelable, joue un rôle dans la réduction des émissions nettes de CO2 et dans la réduction de la consommation d’énergie.

Bien que des progrès considérables aient été réalisés dans l’électroréduction du CO2, la formation de carbonate peut entraîner d’importantes pertes de CO2. La conversion du CO2 en électrolyte acide est un moyen intéressant de surmonter le problème de la perte de CO2, mais la réduction sélective reste un défi.

Dans une étude publiée dans Sciences de l’énergie et de l’environnementune équipe de recherche de l’Institut de recherche avancée de Shanghai (SARI) de l’Académie chinoise des sciences a conçu une électrode de pénétration à fibres creuses de Cu pour électroréduire le CO2 dans un acide fort avec une inhibition efficace de la réaction de dégagement d’hydrogène (HER).

En raison de l’effet de pénétration unique induit par la fibre creuse de Cu, d’abondantes molécules de CO2 ont été fournies aux sites actifs de Cu. La surface de Cu possédait une couverture de CO2 suffisamment élevée, ce qui supprimait le HER et facilitait la réduction du CO2 en produits C2+.

Ainsi, un taux de conversion de CO2 en un seul passage dépassant 51 % avec un rendement faradique C2+ de 73,4 % et une densité de courant partielle de 2,2 A cm-2 ont été obtenus en solution acide (pH = 0,71). Les performances de l’électrode de pénétration du Cu étaient proches, voire supérieures, de celles des catalyseurs à base de Cu de pointe.

Ce travail représente un progrès dans la conception et le développement de nouvelles configurations d’électrodes pour réaliser l’électroréduction du CO2 en produits chimiques C2+ de grande valeur avec des applications évolutives.