El cobre atípico con oxígeno aumenta la selectividad del etileno hacia la reducción del CO2 electrocatalítico

Área de la Ciencia:

• La electroquímica
• Ciencias de los materiales
• Catálisis

Sus antecedentes:

• El cobre con oxígeno (OBC) se estudia para la reacción de reducción de CO2 (CO2RR) debido a su capacidad de acoplamiento C-C.
• La inestabilidad y la comprensión limitada de la OBC en condiciones de funcionamiento dificultan su aplicación.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un catalizador OBC estable para una CO2RR eficiente.
• Para aclarar la relación estructura-actividad en el CO2RR catalizado por OBC.
• Mejorar la selectividad de la producción de etileno.

Principales métodos:

• Síntesis de un catalizador OBC estructurado con un poro jerárquico y un límite de nanograno.
• Prueba de reacción electroquímica de reducción de CO2 (CO2RR) en medio neutro.
• Análisis de caracterización y cálculos de la teoría funcional de la densidad (DFT).

Principales resultados:

• El nuevo catalizador OBC logró una eficiencia Faradaic del 45% para la producción de etileno a 44,7 mA cm-2.
• La densidad de corriente parcial del etileno fue significativamente mayor que el cobre sin oxígeno (OFC) y la espuma de Cu comercial.
• El OBC atípico (Cu4O) demostró estabilidad a -1,00 V frente al RHE.

Conclusiones:

• El catalizador OBC desarrollado permite una electrosíntesis de etileno eficiente y selectiva.
• El OBC atípico (Cu4O) facilita la adsorción y la dimerización controladas del CO para la preferencia del producto C2.
• Este trabajo hace avanzar la comprensión fundamental de OBC en CO2RR y la selectividad del etileno.