Estabilidad de tamaño y selectividad H₂/CO para las nanopartículas Au durante la reducción electrocatalítica de CO₂

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los nanomateriales
• La electrocatálisis
• Química de las superficies

Sus antecedentes:

• Las nanopartículas de oro (AuNP) son electrocatalisadores prometedores para la reducción de CO2.
• El control del tamaño y la estabilidad de AuNP durante la catálisis es fundamental para comprender su función.
• El citrato y los dendrímeros de baja generación no pueden estabilizar los pequeños AuNP durante la electrocatálisis.

Objetivo del estudio:

• Investigar el efecto de la generación de dendrimeros en la estabilidad del AuNP durante la electrocatálisis con CO2.
• Determinar si los dendrímeros de generación superior pueden prevenir el crecimiento de AuNP en condiciones reductivas.
• Para correlacionar el tamaño y la estabilidad de AuNP con el rendimiento electrocatalítico.

Principales métodos:

• Reducción electrocatalítica del CO2 utilizando AuNP estabilizados por citrato, DEN G6-OH y DEN G8-OH.
• Caracterización del tamaño y la polidispersidad del AuNP antes y después de la electrólisis utilizando técnicas como la TEM (implicada).
• Mediciones electroquímicas para evaluar la actividad catalítica y la selectividad del producto (H2 frente a CO).

Principales resultados:

• Las AuNP estabilizadas con citrato y G6-OH estabilizadas con DEN (∼2 nm) aumentaron significativamente (a 6-7 nm) durante la electrólisis a -0,80 V.
• G8-OH DENs estabilizó efectivamente las AuNPs (1.7 ± 0.3 nm a 2.2 ± 0.5 nm) incluso a -1.20 V.
• Los AuNP estables y más pequeños encapsulados con G8-OH favorecieron la producción de H2 sobre el CO, desafiando los hallazgos anteriores atribuidos al crecimiento de AuNP.

Conclusiones:

• Los dendrímeros de generación superior, como los G8-OH DEN, son estabilizadores superiores para los AuNP en la reducción electrocatalítica de CO2.
• El crecimiento de AuNP durante la catálisis puede conducir a una interpretación errónea de las propiedades catalíticas intrínsecas.
• Las AuNP estables y pequeñas exhiben un comportamiento catalítico distinto en comparación con las nanopartículas más grandes y cultivadas.