高扩散通量气体扩散电极

无碱阳离子下工业级转化

通过优化结构强化CO₂传质，使无碱阳离子系统的转化速率摆脱流速限制，实现稳定千瓦级电解。

She, Xiaojie · Zhihang, Xu · 马强 · Shi, Hui · Li, Molly Meng Jung · Xiong, Pei · Zhu, Ye · Ji, Mengxia · 李华明 · 许晖 · 郑均林 · 徐铜文 · 杨为民 · Ren, Jingzheng · Lau, Shu Ping

Nature Communications 2026

参数信息

CO产量

144 kg

CO功率

1.29 kW

C₂H₄产量

17 kg

C₂H₄功率

1.95 kW

CO₂流速

3 L/min

技术优势

摆脱碱阳离子依赖

在无碱阳离子体系中，通过强化CO₂传质，实现了与含阳离子体系相当的工业级转化速率，避免了碳酸盐沉淀问题。

传质不再依赖流速

动力学分析表明，转化由传质效率而非流速控制；优化GDE结构即可提升转化，降低了对高流量的需求。

产物切换灵活

同一HDF-GDE平台上，仅更换催化剂即可切换产物，分别获得CO或C₂H₄。

应用场景

• CO₂电还原：无需碱阳离子，避免碳酸盐沉淀，适合长期连续运行。
• 工业电解：千瓦级系统稳定超1000小时，满足工业规模生产要求。
• 碳中性燃料：将CO₂转化为CO或C₂H₄，作为碳中性燃料前体。
• 电催化转化：强化CO₂传质，实现高电流密度下的高效电催化转化。