การรีดิวซ์คาร์บอนไดออกไซด์ด้วยวิธีไฟฟ้าเคมี

การรีดิวซ์คาร์บอนไดออกไซด์ด้วยวิธีไฟฟ้าเคมี ( เป็นกระบวนการเปลี่ยนแปลงคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นสารเคมีในรูปที่ถูกรีดิวซ์ลงกว่าเดิมโดยใช้พลังงานไฟฟ้า กระบวนการนี้เป็นหนึ่งในขั้นตอนที่เป็นไปได้ของการกับเก็บและใช้งานคาร์บอน

คาร์บอนไดออกไซด์ () สามารถถูกรีดิวซ์ด้วย CO2RR ให้เป็นสารอินทรีย์ เช่น ฟอร์เมต (HCOO-) คาร์บอนมอนออกไซด์ (CO) มีเทน (CH4) เอทิลีน (C2H4) และ เอทานอล (C2H5OH)  ตัวเร่งปฏิกริยาไฟฟ้าเคมีที่มีความจำเพาะต่อสารอินทรีย์แต่ละตัว เช่น ดีบุกสำหรับกรดมด เงินสำหรับคาร์บอนมอนอกไซด์ และทองแดงสำหรับมีเทน เอทิลีน หรือ เอทานอล  CO2RR ยังสามารถผลิต เมทานอล โพรพานอล และ 1-บิวทานอล ได้ด้วยแต่ในปริมาณที่น้อย ความท้าทายสำคัญของกระบวนการนี้มีสองประการ ได้แก่ ราคาค่าไฟฟ้าที่สูง (เมื่อเทียบเคียงกับปิโตรเลียม) และ คาร์บอนไดออกไซด์มักจะอยู่ปนกับออกซิเจนมีความจำเป็นต้องแยกออกจากกันก่อนเข้ากระบวนการรีดักชัน

ตัวอย่างแรกของกระบวนการ CO2RR เริ่มในคริตศตวรรษที่ 19 เมื่อมีการใช้สังกะสีเป็นขั้วคาโทดเพื่อรีดิวซ์คาร์บอนไดออกไซด์ให้กลายเป็นคาร์บอนมอนออกไซด์ การวิจัยตื่นตัวอีกครั้งในช่วง ค.ศ. 1980-1989 หลังวิกฤกตการณ์น้ำมันในช่วง ค.ศ. 1970-1979  ใน ค.ศ. 2021 โรงงานต้นแบบสำหรับการรีดิวซ์คาร์บอนไดออกไซด์ด้วยวิธีไฟฟ้าเคมีได้รับการพัฒนาขึ้นโดยบริษัทหลายแห่ง อาทิ ซีเมนส์ ไดออกไซด์แมทีเรียวส์ ทเวลว์ มีการวิเคราะห์ความเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจและเทคโนโลยีเพื่อศึกษาจุดที่ต้องปรับปรุงทางเทคนิคและความเป็นไปได้ทางการค้าสำหรับการทำแยกคาร์บอนไดออกไซด์ด้วยไฟฟ้าที่เงื่อนไขใกล้เคียงกับสภาพบรรยากาศและอุณหภูมิปกติ

การเร่งปฏิกริยาไฟฟ้าเคมี

การรีดิวซ์คาร์บอนไดออกไซด์ด้วยวิธีไฟฟ้าเคมีเป็นสารผลิตภัณฑ์แต่ละชนิดมักจะอธิบายได้ด้วย:

+ปฏิกริยาศักย์ไฟฟ้ารีดักชัน
Eo (V)CO2  +  2 H+  +  2 e−   →   HCOOH −0.61CO2  +  2 H+  +  2 e−   →   CO   + H2O −0.53CO2  +  8 H+  +  8 e−   →   CH4   + 2 H2O −0.242 CO2  +  12 H+  +  12 e−   →   C2H4   + 4 H2O −0.3492 CO2  +  12 H+  +  12 e−   →   C2H5OH   + 3 H2O −0.329

ศักย์ไฟฟ้ารีดักชันสำหรับปฏิริยาเคมีเหล่านี้ใกล้เคียงกับปฏิกิริยาการเกิดไฺฮโดรเจนในสารละลายนำไฟฟ้า ดังนั้นการรีดิวซ์คาร์บอนไดออกไซด์ด้วยไฟฟ้าเคมีจึงมักเกิดแข่งจันกับการเกิดไฮโดรเจน

 อ้างอิง 

หมวดหมู่:คาร์บอนไดออกไซด์