Cianamida de indio para la electrorreducción al ácido fórmico de grado industrial

Área de la Ciencia:

• Electroquímica y ciencias de los materiales

Sus antecedentes:

• La electroreducción industrial de dióxido de carbono (CO2) a formato/ácido fórmico requiere electrocatalizadores muy activos.
• La auto-reducción del catalizador causa inestabilidad estructural, limitando el rendimiento a largo plazo en densidades de corriente industriales.

Objetivo del estudio:

• Investigar las nanopartículas de cianamida de indio (InNCN) construidas con anión de cianamida lineal ([NCN]2-) para la electrorreducción de CO2.
• Evaluar la actividad, la estabilidad y las relaciones estructura-actividad de InNCN para la producción de formato/ácido fórmico.

Principales métodos:

• Síntesis de las nanopartículas de cianamida de indio (InNCN).
• Experimentos electroquímicos de reducción de CO2, incluida la electrólisis a granel.
• Análisis de la estructura y las propiedades del catalizador.

Principales resultados:

• InNCN logró hasta un 96% de eficiencia Faradaic para la formación de CO2 a 250 mA cm-2.
• Producción estable de ácido fórmico a ~125 mA cm-2 durante 160 horas con bajo potencial aplicado (-0,72 VRHE a 400 mA cm-2).
• Las características estructurales únicas, incluidos los ligandos [NCN]2- y el marco abierto, contribuyen a una alta actividad y estabilidad.

Conclusiones:

• Las cianamidas metálicas, ejemplificadas por InNCN, son prometedoras para la reducción electrocatalítica eficiente y estable de CO2.
• Este trabajo amplía el alcance de los catalizadores de reducción de CO2 y profundiza en la comprensión de las relaciones estructura-actividad.