Điện phân CO2 thành nhiên liệu lỏng bằng cathode CuOx trong môi trường kiềm
Annie Nguyễn - 27 tháng 8, 2026
Một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Materials for Renewable and Sustainable Energy đã khám phá tiềm năng sử dụng cathode oxit đồng (CuOx) để chuyển đổi CO2 thành các nhiên liệu lỏng có giá trị gia tăng thông qua điện phân trong môi trường kiềm.
Nhóm nghiên cứu đã phát triển một cathode dựa trên CuOx (không chứa vật liệu nguy cấp) kết hợp với 33% ionomer, sử dụng anode nickel-sắt và màng trao đổi anion Fumatech. Hệ thống zero-gap được vận hành với dung dịch KOH 1M ở nhiệt độ 50°C.
Kết quả thí nghiệm:
-
Ở điện áp 1,8 V, mật độ dòng điện đạt khoảng 30 mA/cm² sau 6 giờ, tạo ra methyl formate, ethanol và propanol.
-
Ở điện áp 2,2 V, mật độ dòng điện tăng vọt lên khoảng 530 mA/cm², sản lượng methyl formate và propanol tăng đáng kể. Tổng sản phẩm thu được đạt 116,3 μmol.
-
Các sản phẩm chính bao gồm methyl formate, ethanol và propanol – những hợp chất có thể sử dụng làm phụ gia nhiên liệu hoặc nguyên liệu hóa chất.
Phân tích cấu trúc bằng XRD cho thấy cathode chứa hỗn hợp các pha: cuprite (30,4%), tenorite (51,1%) và đồng kim loại (18,5%). Ảnh TEM cho thấy các hạt nano phân tán trên nền carbon, với xu hướng kết tụ ở vùng mật độ cao.
Nghiên cứu kết luận rằng điện áp vận hành tối ưu cho thiết bị này là trên 1,9 V để đạt được mật độ dòng điện cao và chất lượng sản phẩm tốt. Phát hiện này mở ra hướng đi mới cho việc lưu trữ năng lượng tái tạo và giảm phát thải CO2 bằng cách chuyển hóa khí thải thành nhiên liệu lỏng có giá trị.
