Abstrak
Sebagai salah satu solusi yang menjanjikan untuk pemanasan global, reduksi elektrokatalitik karbon dioksida (CO2RR) menjadi bahan bakar cair telah menarik perhatian besar. Tantangan utama dalam industrialisasi teknologi CO2RR untuk memproduksi bahan bakar cair adalah keterbatasan perpindahan massa CO2, yang secara signifikan mengurangi kerapatan arus CO2RR. Studi ini mengusulkan platform elektrokatalisis baru yang ditingkatkan enzim untuk meningkatkan kerapatan arus CO2RR. Platform ini mengintegrasikan enzim bovine carbonic anhydrase (bCA), yang distabilkan pada karbon nanotube (bCA@CNT), ke dalam katalis logam selektif format/asam format seperti timah (Sn) dan bismut (Bi) untuk menyiapkan katode hibrida Metal-bCA (M-bCA). Penggabungan bCA meningkatkan hidrasi CO2 dan dehidrasi reversibel bikarbonat menjadi CO2 di katode. Katalisis dinamis bCA ini memfasilitasi regenerasi lokal yang cepat dari CO2 terlarut dari bikarbonat di permukaan katalis, sehingga meningkatkan kerapatan arus CO2RR. Akibatnya, kerapatan arus format pada katode Sn-bCA adalah 3,3 kali lebih tinggi daripada kerapatan arus format pada katode Sn polos dalam sel tipe rakitan elektroda membran (MEA). Lebih jauh, katode Bi-bCA mencapai kerapatan arus yang sangat baik sebesar 442 mA/cm2, 1,5 kali lebih tinggi daripada katode Bi polos, untuk produksi langsung asam format yang sangat pekat (3,4 mol/L) dalam sel 3 kompartemen.
Meningkatkan Kepadatan Arus Reduksi CO2 Elektrokatalitik Menggunakan Katoda Hibrida Logam-Enzim
