El enriquecimiento de Cu ajustable permite la electrosíntesis de Syngas de diseño a partir de CO2

Área de la Ciencia:

• La electroquímica
• Ciencias de los materiales
• Catálisis

Sus antecedentes:

• La utilización de energías renovables para el reciclado de CO2 ofrece un doble beneficio de reducción de emisiones netas y producción de valiosas materias primas químicas.
• Los electrocatalizadores eficientes son cruciales para el control del espectro del producto en los procesos de conversión de CO2.
• El gas de síntesis (una mezcla de monóxido de carbono e hidrógeno) es un intermedio clave para la síntesis de combustibles y productos químicos, con requisitos de composición variables para diferentes aplicaciones posteriores.

Objetivo del estudio:

• Diseñar y desarrollar racionalmente una familia de electrocatalizadores capaces de producir relaciones de diseño de gas de síntesis.
• Investigar sistemáticamente el mecanismo de unión del CO* en las superficies de oro enriquecidas con cobre.
• Traducir las ideas de los sistemas modelo a los electrocatalizadores nanoestructurados para la producción sintonizable de gas de síntesis.

Principales métodos:

• Espectroscopia de Raman mejorada en superficie in situ (SERS) para el análisis de superficie en tiempo real.
• Los cálculos de la teoría funcional de la densidad (DFT) de los primeros principios para la comprensión mecanicista.
• Fabricación y ensayo de electrocatalizadores nanoestructurados con enriquecimiento controlado de cobre.

Principales resultados:

• Se logró una comprensión sistemática de la unión de CO* a las superficies Au enriquecidas con Cu.
• El enriquecimiento controlado de Cu en electrocatalizadores nanoestructurados permitió la producción de gas de síntesis sintonizable.
• Se mantuvieron altas densidades de corriente (> 20 mA/cm2) durante la síntesis de gas de síntesis.

Conclusiones:

• El diseño racional de los electrocatalizadores Au enriquecidos con Cu permite la producción programable de gas de síntesis.
• Este enfoque proporciona una vía para la utilización eficiente de CO2 y la síntesis de materias primas químicas.
• Los electrocatalizadores desarrollados demuestran potencial para aplicaciones industriales que requieren composiciones específicas de gas de síntesis.