CO electrocatalítico ₂-a-C ₂₊ con corriente de nivel de amperes en el cobre de ingeniería heteroatómica a través de...

Área de la Ciencia:

• La electroquímica
• Catálisis
• Ciencias de los materiales

Sus antecedentes:

• La producción industrial de combustibles multicarbónicos (C2+) requiere una densidad de corriente a nivel de amperios para la electrólisis del CO2.
• Las altas densidades de corriente conducen a una mala cobertura intermedia de *CO, promoviendo la reacción de evolución de hidrógeno (HER) sobre la reacción de reducción de CO2 (CO2RR).

Objetivo del estudio:

• Para lograr una electrolisis fiable de CO2 a C2+ a nivel de amperios.
• Mejorar la selectividad y la eficiencia del CO2RR mediante la ingeniería de catalizadores de cobre.

Principales métodos:

• La ingeniería heteroatómica (N, P, S, O) en los compuestos de cobre.
• Reducción electroquímica de compuestos de cobre de ingeniería heteroatómica.
• Estudios de espectroscopia in situ y de teoría funcional de la densidad (DFT).

Principales resultados:

• El catalizador de cobre (N-Cu) diseñado con nitrógeno demostró una productividad superior de CO2 a C2+.
• El N-Cu logró una eficiencia Faradaic del 73,7% a -1100 mA cm-2 y una eficiencia energética del 37,2% a -900 mA cm-2.
• El N-Cu exhibió una densidad de corriente parcial C2+ de -909 mA cm-2 a -1,15 V, superando a otros catalizadores basados en Cu.

Conclusiones:

• La ingeniería heteroatómica, especialmente con nitrógeno, suprime eficazmente el HER y mejora la adsorción de *CO en los catalizadores Cu.
• Los catalizadores N-Cu facilitan el acoplamiento C-C, reduciendo la barrera energética para la conversión de CO2 a C2+.
• Este enfoque permite una electrólisis eficiente y selectiva del CO2 a densidades de corriente industrialmente relevantes.