臺灣國際科展

單分散原子電催化二氧化碳還原

科展類別
臺灣國際科展作品
屆次
2022年
科別
化學
學校名稱
臺北市立第一女子高級中學
指導老師
許名智;陳浩銘
作者
張懷文;陳曦
關鍵字
單分散原子、二氧化碳還原

摘要或動機

近年來碳排放的淨零是全人類所想達成的共同目標,因此本研究以電催化劑幫助二氧化碳還原反應進行,降低反應所需電壓,同時提升產一氧化碳的法拉第效率。本研究一共嘗試兩種易於合成的材料作為催化劑前驅物,分別是沸石咪唑骨架和類石墨相氮化碳,搭配三種非貴金屬鐵、鈷、鎳配位合成催化劑。用X光繞射儀、掃描式電子顯微鏡以及能量色散X射線光譜儀鑑定結構後,使用氣相擴散電極搭配三電極系統,進行電解還原二氧化碳的反應,並使用氣象層析儀分析產物及計算其法拉第效率。根據實驗結果,發現以類石墨相氮化碳為前驅物的鎳催化劑有最佳的一氧化碳法拉第效率,在電壓約-0.5V時接近99%,超越以往文獻所即的效率,且具有高專一性及能源轉換率,成本低,可商業化量產。若配合使用非化石的綠色能源來電催化還原二氧化碳,必能達成碳零排放的目標。


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