Selectividad de electrorreducción mejorada hacia el etileno en sitios híbridos asimétricos de Ni-Cu estabilizados con...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• La electroquímica
• Catálisis

Sus antecedentes:

• Las estructuras metálicas orgánicas (MOF) ofrecen estructuras sintonizables para la catálisis.
• La reducción electroquímica de CO2 (CO2R) es crucial para la producción química sostenible.
• La mejora de la selectividad de los productos en CO2R sigue siendo un desafío importante.

Objetivo del estudio:

• Diseñar y sintetizar un nuevo catalizador de MOF para la reducción electroquímica selectiva de CO2.
• Investigar el rendimiento catalítico de los MOF con sitios activos diseñados.
• Para lograr una alta selectividad del etileno durante la CO2R.

Principales métodos:

• Sincronización de un Ni/Cu MOF estabilizado con pirazolato (Cu1Ni-BDP).
• Experimentos de reducción electroquímica de CO2 en 1,0 M KOH.
• Caracterización mediante el uso de HRTEM, XAS, *operando* XRD y espectroscopia IR.
• Cálculos de la teoría funcional de la densidad (DFT).

Principales resultados:

• El Cu1Ni-BDP MOF exhibió un 52,7% de eficiencia Faradaic C2H4 a -1,3 V frente al RHE.
• Se logra una alta densidad de corriente de 0,53 A cm-2.
• Se ha demostrado una excelente estabilidad con una caída de C2H4 FE del 4,5% en 25 horas.
• Superó a los catalizadores existentes basados en Cu en la selectividad del etileno.

Conclusiones:

• El nuevo catalizador MOF con sitios asimétricos de Ni-Cu promueve la producción selectiva de etileno.
• La estructura de coordinación pirazolato-metal contribuye a la estabilidad y el rendimiento del catalizador.
• Los MOF diseñados son prometedores para la conversión electroquímica eficiente de CO2.