Mediadores de adsorción de cloruro altamente mejorados eficientes de electrorreducción de CO2 sobre un catalizador de...

Área de la Ciencia:

• La electroquímica
• Ciencias de los materiales
• Catálisis

Sus antecedentes:

• La reducción electrocatalítica de dióxido de carbono (CO2R) en electrolitos neutrales se enfrenta a desafíos con la selectividad y las tasas de reacción multicarbónicas debido a las limitaciones cinéticas en el paso de acoplamiento CO-CO.
• La formación de carbonatos en electrolitos neutros conduce a pérdidas de energía y carbono, lo que requiere catalizadores que funcionen eficientemente bajo estas condiciones.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un electrocatalizador robusto para la producción eficiente de multicarbono a partir de CO2R en electrolitos neutros.
• Mejorar la cinética del paso crítico de acoplamiento CO-CO para mejorar la selectividad y las velocidades de reacción.

Principales métodos:

• Fabricación de un catalizador basado en cobre de doble fase con abundantes sitios de Cu (I) en las interfaces amorfas nanocristalinas.
• Caracterización electroquímica en el electrolito de cloruro de potasio neutro (pH ~ 6,6).
• Evaluación de la estabilidad y el rendimiento del catalizador a densidades de corriente industrialmente relevantes.

Principales resultados:

• El catalizador de cobre de doble fase demostró una mayor adsorción específica de cloruro y medió la cobertura local de CO, mejorando la cinética de acoplamiento CO-CO.
• Se ha logrado una alta eficiencia Faradaic del 81% para productos multicarbónicos durante la CO2R.
• Alcanzó una densidad de corriente parcial de 322 mA/cm2 con una excelente estabilidad durante 45 horas de funcionamiento.

Conclusiones:

• El catalizador de cobre de doble fase diseñado supera efectivamente las limitaciones cinéticas en el electrolito neutro CO2R.
• Esta estrategia de diseño de catalizadores ofrece una vía prometedora para la producción eficiente y estable de multicarbono relevante para la electrólisis comercial de CO2.