Cobre rico en granos para la reducción eficiente de CO2 electroquímico impulsado por el sol a etileno y etanol

Área de la Ciencia:

• La electroquímica
• Ciencias de los materiales
• Catálisis

Sus antecedentes:

• Los límites de grano en los electrocatalizadores de cobre mejoran la selectividad de los productos multicarbónicos en la reducción de CO2.
• Los métodos actuales para formar límites de grano en cobre son limitados.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un método controlable para el crecimiento de los granos en electrodeposición de cobre utilizando poli (vinylpyrrolidone) como aditivo.
• Investigar el efecto de los límites de grano en la electrorreducción de CO2 a productos multicarbónicos.

Principales métodos:

• Crecimiento controlado de granos de electrodeposición de cobre mediante el uso de poli (vinilpirrolidona).
• Experimentos electroquímicos de reducción de CO2.
• Espectroscopía de absorción infrarroja con reflexión total atenuada mejorada en la superficie (ATR-SEIRAS).
• Fabricación de un dispositivo electroquímico impulsado por energía solar.

Principales resultados:

• Se sintetizó con éxito un electrocatalizador metálico de cobre rico en grano.
• El catalizador alcanzó una alta selectividad (70%) para la producción de etileno y etanol a partir de CO2 en un amplio rango de potenciales.
• ATR-SEIRAS reveló que los límites de los granos mejoran la adsorción intermedia de *CO, lo que aumenta la reducción de CO2.
• El dispositivo acoplado impulsado por energía solar demostró una eficiencia del 3,88% de los productos solares a C2 a 52 mA·cm-2.

Conclusiones:

• El método asistido por poli (vinylpyrrolidone) proporciona una vía viable para diseñar los límites de grano en electrocatalizadores de cobre.
• Los límites de grano son cruciales para mejorar la selectividad de electrorreducción de CO2 hacia los productos de C2.
• El dispositivo de bajo costo y eficiente desarrollado muestra un potencial significativo para la utilización de CO2 impulsado por energía solar a gran escala.