Development and Utilization of Gas Diffusion Electrodes for the Electrochemical Reduction of CO2

作者：Kopljar Dennis^*; Inan Andrea; Vindayer Patrick; Scholz Ralf; Frangos Nicolaos; Wagner Norbert; Klemm Elias

来源：Chemie Ingenieur Technik, 2015, 87(6): 855-859.

DOI：10.1002/cite.201400135

• Ameisensaure
• CO2-Verwertung
• Elektrochemische Reduktion von CO2
• Gasdiffusionselektroden
• Mikroreaktionstechnik
• CO2 utilization
• Electrochemical reduction of CO2
• Formic acid
• Gas diffusion electrodes
• Micro reaction engineering

Die elektrochemische Verwertung von CO2 ist eine vielversprechende Moglichkeit zu dessen stofflicher Nutzung und zur chemischen Speicherung von elektrischem Strom. Um die Limitierung der Stromdichten durch die begrenzte Loslichkeit des CO2 zu umgehen, wurden Gasdiffusionselektroden mit Zinn als Elektrokatalysator entwickelt und ihre Eignung in der Reduktion von CO2 getestet. Durch ihren Einsatz ist es moglich, die erreichbaren Stromdichten von ca. 10 auf bis zu 200mAcm(-2) bei einer Faraday-Effizienz von 90% zu steigern, bevor Stofftransportlimitierung einsetzt. Zudem wurden erste Versuche im mikrostrukturierten Reaktor durchgefuhrt, die die ubertragung vom Semi-Batch zum kontinuierlichen Betrieb beschreiben.
The electrochemical reduction of CO2 to formic acid is a promising approach for its substantial utilization and the storage of electricity in chemical form. In order to circumvent the solubility limitation of CO2, gas diffusion electrodes were developed with tin as electrocatalyst and their performance in the electrochemical reduction of CO2 was evaluated. Using these electrodes allows increasing the achievable current density up to 200mAcm(-2) at a Faradaic efficiency of 90% before mass transport limitation comes into effect. Furthermore, first experiments in a microstructured reactor will be discussed that describe the transfer from semi-batch to continuous mode of operation.

• 出版日期2015-6