二氧化碳電化學還原奈米觸媒之製備與鑑定(1/3)

本計畫擬製備電化學法還原二氧化碳以及甲酸氧化反應之奈米觸媒。在碳能源循環當中，若能將再生能源應用以捕捉CO2，將CO2還原以合成燃料，則此能源循環是以化學能為主的儲存方式，相較於其他的如電池、氫能，將有更高的能量密度以及容易應用於目前的建設與設備。本計畫擬系統性的開發CO2電化學還原的電極材料。計畫目標有三，第一年使用CO2還原之逆反應之一，甲酸氧化，做為材料之快篩選擇，主要使用電化學系統量測。第二年製備金基奈米觸媒，並建置氣相層析分析儀(gas chromatography, GC)，量測CO2還原反應之CO, CH4產率。第三年則製備鈀基奈米觸媒，並建置高解析液相層析分析儀(high performance liquid chromatography, HPLC)，分析產物甲酸。由文獻中可知，電極材料例如Pt, Pd,Au, Ag等貴重金屬之CO2還原法拉第效率受到其結構(合金或核殼)，形貌(顆粒大小，深寬比，殼的厚度)，支撐物(碳黑，碳管等)以及電解液影響。因此本計畫由材料面著手，並使用國家同步輻射中心X光吸收光譜術，了解觸媒原子結構及氧化價態，另一方面，也配合申請人在2017年執行之科學與技術人員國外短期研究計畫，與美國加州大學爾灣分校之臨場掃描穿隧電子顯微鏡合作，了解材料在加熱與氣氛之臨場形貌與結構變遷。可獲得設計高催化活性及高穩定度觸媒之重要資訊。