Interconversiones electrocatalíticas de CO2 y formato en una plataforma versátil de tiolato de hierro

Área de la Ciencia:

• La electroquímica
• Catálisis
• Almacenamiento de energía

Sus antecedentes:

• La catálisis bidireccional de dióxido de carbono (CO2) y formato (HCO2-) es vital para el desarrollo de pilas de combustible de formato electroquímicas eficientes.
• Los sistemas (foto) electroquímicos integrados requieren catalizadores robustos para aplicaciones de almacenamiento y conversión de energía.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un catalizador selectivo para la interconversión electroquímica de CO2 y formato.
• Investigar el mecanismo catalítico y el rendimiento de una plataforma de tiolato de hierro para aplicaciones energéticas.

Principales métodos:

• Se utilizó una plataforma versátil de tiolato de hierro, Cp * Fe (II) L, para la interconversión electroquímica de CO2 / HCO2.
• Caracterizó la unión de formato y la oxidación a un complejo de formato diferrico.
• Estudió el mecanismo catalítico tanto para la oxidación del formato como para la reducción del CO2.

Principales resultados:

• Se logra una interconversión electroquímica selectiva de CO2/HCO2 con una alta eficiencia de Faraday (FE) en ambas direcciones (de HCO2 a CO2: ~92%, de CO2 a HCO2-: ~93%).
• Se ha demostrado un rendimiento electrocatalítico notable para la oxidación del formato con una frecuencia máxima de rotación (TOFmax) de ~ 10^3 s^1.
• Intermedios clave identificados, incluida una especie dicasiónica para la oxidación del formato y un intermedio [Fe (II) -H] para la reducción del CO2.

Conclusiones:

• La plataforma de tiolato de hierro muestra una excelente actividad catalítica y selectividad para la conversión bidireccional de CO2/formato.
• Los hallazgos proporcionan información sobre los mecanismos catalíticos, allanando el camino para las tecnologías avanzadas de celdas de combustible de formato.
• Este trabajo pone de relieve el potencial de los complejos de tiolato de hierro en el almacenamiento y la conversión de energía sostenible.