Anhaltende CO2-Reduktionsleistung einer Ag-Nanopartikel-Gasdiffusionselektrode im realistischen dynamischen PV-Betrieb

Sonnenlicht ist nicht konstant. CO₂-Reduktionskatalysatoren müssen es sein.

Die solarbetriebene Reduktion von Kohlendioxid (CO₂) stellt einen eleganten Ansatz zur Schließung des Kohlenstoffkreislaufs dar und bietet das Potenzial, intermittierende Sonnenenergie als chemische Brennstoffe zu speichern. Die meisten Studien zur CO₂-Reduktion werden unter konstanten Laborbedingungen durchgeführt, aber Sonnenkollektoren funktionieren nicht wirklich so. Ihre Leistungsabgabe schwankt mit der Sonneneinstrahlung, was bedeutet, dass Katalysatoren für die elektrochemische Reduktion von CO₂ Schwankungen tolerieren müssen.

In unserer neuen Veröffentlichung zeigen wir, dass eine Silber-Gasdiffusionselektrode diese Herausforderung bewältigen kann. Bei direkter Kopplung an ein hardware-emuliertes Silizium-PV-Modul, das unter realistischen Tag-/Nachtbedingungen betrieben wurde, hielt sie eine stabile CO-Produktion mit einer Energiekopplungseffizienz von 96 % und einer Solar-zu-Chemikalien-Effizienz von bis zu 8,8 % aufrecht.

Dies ist der erste Nachweis einer robusten, skalierbaren CO₂-Reduktion unter dynamischen Sonnenbedingungen, der die solarbetriebene Brennstoffproduktion näher an die reale Anwendung bringt.

Die Arbeit von T. Cibaka et al. zum Thema „Persistent CO2 Reduction Performance of an Ag Nanoparticle Gas Diffusion Electrode in Realistic Dynamic PV-Driven Operation” wurde als Titelbild für ACS Energy & Fuels ausgewählt.

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