No uno, no dos, sino al menos tres: origen de la actividad de los catalizadores monoatómicos de cobre hacia productos...

Área de la Ciencia:

• Catálisis
• Ciencias de los materiales
• La electroquímica

Sus antecedentes:

• Los catalizadores monoatómicos (SAC) son prometedores para la generación de productos multicarbónicos (C2+).
• La actividad intrínseca de los catalizadores de un solo átomo de cobre (Cu1) sigue siendo objeto de debate en condiciones operativas.

Objetivo del estudio:

• Investigar el mecanismo de las SAC de Cu para la generación de productos de C2+.
• Determinar el papel de los sitios Cu1 frente a los grupos de Cu derivados.

Principales métodos:

• Cálculos extensos de los primeros principios con soluciones explícitas.
• Análisis cinéticos para evaluar la hidrogenación de CO y el acoplamiento CO-CO.
• Modelado de varios SAC de Cu en diferentes sustratos.

Principales resultados:

• Los sitios Cu1 no muestran actividad C2+ debido a la inestabilidad y la falta de sitios activos cercanos.
• Los sitios Cu1 se lixivian y se agregan en grupos activos de Cu (≥3 átomos).
• Los grupos de Cu derivados promueven eficientemente el acoplamiento CO-CO, con un rendimiento de C2+ dependiente del sustrato.

Conclusiones:

• Los sitios intrínsecos de Cu1 son inactivos para la producción de C2+.
• El rendimiento del catalizador se basa en la formación de grupos de Cu, no de átomos aislados.
• El diseño racional de Cu SAC requiere considerar la formación de racimos y los efectos del sustrato.