TY - JOUR

T1 - Электрохимическое восстановление газов с использованием газодиффузионных электродов: обзор последних достижений

AU - Мальцева, Наталья Викторовна

AU - Николайчук, Павел Анатольевич

AU - Лебедева, Марина Валерьевна

AU - Козлов, Денис Владимирович

N1 - Электрохимическое восстановление газов с использованием газодиффузионных электродов: обзор последних достижений / Н. В. Мальцева, П. А. Николайчук, М. В. Лебедева, Д. В. Козлов // Журнал прикладной химии. – 2025. – Т. 98, № 7-8. – С. 459-472. – DOI 10.31857/S0044461825070063. – EDN KNQNTB. Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках государственного задания Новосибирского государственного университета, проект FSUS-2025-0014.

PY - 2025

Y1 - 2025

N2 - Практическое применение электрохимического восстановления газов с получением ценных продуктов затруднено медленным массопереносом и низкой растворимостью газов в большинстве электролитов. При использовании газодиффузионных электродов улучшается массоперенос газа к поверхности электрода, что способствует поддержанию высокой концентрации реагента вблизи слоя катализатора и позволяет увеличить выход продукта в десятки раз. В статье представлен обзор работ, посвященных электрохимическому восстановлению O2, CO, CO2, N2, NO с использованием ячеек с газодиффузионным электродом. Приведена информация об электродных материалах и характеристиках процессов. В реакции восстановления CO2 на электродных материалах на основе Au, Ag, Zn, Co, Fe, Ni основным продуктом является CO, при использовании материалов на основе Bi, Pb, Sb, In, Sn с высокой селективностью образуется HCOOH. Низшие углеводороды, спирты и карбоновые кислоты могут быть получены при использовании электродных материалов на основе Cu. Восстановление O2 с образованием H2O2 происходит при использовании электродных материалов на основе C, Fe, Ti, Ag. Образование NH3 при восстановлении N2 или NO происходит при использовании материалов на основе C, Ca, Cu. Электрохимические ячейки с газодиффузионными электродами могут быть использованы как элементы комплексных систем по улавливанию и переработке CO2 и реакторов непрерывного действия. Ведутся разработки конструкций электрохимических ячеек с двумя газодиффузионными электродами и электродов с площадью поверхности более 1 м2. Описаны особенности сборки газодиффузионных электродов, проблемы и пути развития технологии. Приводится сравнение процессов электровосстановления газов в системах с погружными и газодиффузионными электродами.

AB - Практическое применение электрохимического восстановления газов с получением ценных продуктов затруднено медленным массопереносом и низкой растворимостью газов в большинстве электролитов. При использовании газодиффузионных электродов улучшается массоперенос газа к поверхности электрода, что способствует поддержанию высокой концентрации реагента вблизи слоя катализатора и позволяет увеличить выход продукта в десятки раз. В статье представлен обзор работ, посвященных электрохимическому восстановлению O2, CO, CO2, N2, NO с использованием ячеек с газодиффузионным электродом. Приведена информация об электродных материалах и характеристиках процессов. В реакции восстановления CO2 на электродных материалах на основе Au, Ag, Zn, Co, Fe, Ni основным продуктом является CO, при использовании материалов на основе Bi, Pb, Sb, In, Sn с высокой селективностью образуется HCOOH. Низшие углеводороды, спирты и карбоновые кислоты могут быть получены при использовании электродных материалов на основе Cu. Восстановление O2 с образованием H2O2 происходит при использовании электродных материалов на основе C, Fe, Ti, Ag. Образование NH3 при восстановлении N2 или NO происходит при использовании материалов на основе C, Ca, Cu. Электрохимические ячейки с газодиффузионными электродами могут быть использованы как элементы комплексных систем по улавливанию и переработке CO2 и реакторов непрерывного действия. Ведутся разработки конструкций электрохимических ячеек с двумя газодиффузионными электродами и электродов с площадью поверхности более 1 м2. Описаны особенности сборки газодиффузионных электродов, проблемы и пути развития технологии. Приводится сравнение процессов электровосстановления газов в системах с погружными и газодиффузионными электродами.

KW - ЭЛЕКТРОВОССТАНОВЛЕНИЕ ГАЗОВ

KW - ГАЗОДИФФУЗИОННЫЙ ЭЛЕКТРОД

KW - ДИОКСИД УГЛЕРОДА

KW - МОНОКСИД УГЛЕРОДА

KW - КИСЛОРОД

KW - АЗОТ

KW - МОНОКСИД АЗОТА

KW - ПЕРОКСИД ВОДОРОДА

KW - ЭЛЕКТРОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

UR - https://www.elibrary.ru/item.asp?id=83057108

U2 - 10.31857/S0044461825070063

DO - 10.31857/S0044461825070063

M3 - обзорная статья

VL - 98

SP - 459

EP - 472

JO - Журнал прикладной химии

JF - Журнал прикладной химии

SN - 0044-4618

IS - 7-8

ER -