ИСТИНА

Ионные жидкости (ИЖ) представляют большой интерес в качестве растворителей для улавливания и связывания CO2 и как реакционная среда для его электрохимического превращения в вещества, которые в дальнейшем можно использовать в качестве высокоэнергетического топлива (метанол, этанол, пропанол) или как реагенты для синтеза (синтез-газ, этилен). ИЖ обладают уникальными физико-химическими свойствами: они практически нелетучи, термически и электрохимически стабильны (окно потенциалов 4-6 В), демонстрируют хорошую ионную проводимость (не требуется дополнительно добавлять электролит). Растворимость СО2 в нормальных условиях примерно в три раза выше в ИЖ, чем в нейтральном водном растворе. Также ИЖ обеспечивают избирательную растворимость СО2 (по сравнению с другими газами, такими как N2, CH4 и др.). Кроме того, ИЖ могут сокатализировать электрохимическую реакцию восстановления CO2 (ЭРВ-CO2), в частности при использовании Ag в качестве металлического электрокатализатора [1]. Недавно сокаталитический эффект был объяснен стабилизацией образующегося интермедиата, анион-радикала CO2, катионами ИЖ, адсорбированными на поверхности электрода Ag [2]. Чтобы лучше понять сокаталитическое действие ИЖ, мы исследовали ряд электродных материалов (Pt, Pd, Ag, Au, Bi, Pb, Sn, Ni, Mo, Fe, Zn, Cu и стеклоуглерод) в трех ИЖ, различающихся химической природой анионов и катионов [3]. По результатам сделан вывод о том, что сокаталитический эффект ИЖ определяется специфической адсорбцией катионов ИЖ на электродной поверхности, и только определенные комбинации электродных материалов и катионов ИЖ катализируют ЭРВ-CO2. Кроме того, мы также представим исследование массопереноса (диффузии) СО2 в сухих ИЖ и ИЖ, содержащих контролируемое количество воды. Коэффициенты диффузии были определены как с помощью ЯМР-спектроскопии, так и на основе электрохимических данных (циклическая вольтамперометрия, потенциостатические транзиенты тока, вращающийся дисковый электрод). Дополнительно, анализ продуктов в ЭРВ-CO2 определялся с помощью онлайн газовой хроматографии при проведении потенциостатического электролиза в ячейке с разделенными пространствами. Работа выполнена при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (Номер темы 00812019-0003). Литература 1. B. A. Rosen, A. Salehi-Khojin, M. R. Thorson, W. Zhu, D. T. Whipple, P. J. A. Kenis and R. I. Masel, Science, 2011, 334, 643-644. 2. D. V. Vasilyev, S. Shyshkanov, E. Shirzadi, S. A. Katsyuba, M. K. Nazeeruddin and P. J. Dyson, ACS Appl. Energy Mater., 2020, 3, 4690-4698. 3. A. V. Rudnev, K. Kiran and P. Broekmann, ChemElectroChem, 2020, 7, 1897-1903.