Captura y reducción de CO2 proactivo balanceado con burbujas dinámicas en un electrocatalisador nanoporoso de...

Área de la Ciencia:

• La electroquímica
• Ciencias de los materiales
• Catálisis

Sus antecedentes:

• La electrorreducción eficiente de CO2 (CO2RR) es vital para convertir el CO2 en sustancias químicas y combustibles valiosos.
• El diseño de catalizadores estables que supriman la evolución del hidrógeno y mantienen la actividad en la interfaz trifásica sigue siendo un desafío.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una estrategia de ingeniería de interfaz para un catalizador de SnO2 para mejorar la eficiencia y la selectividad de la CO2RR.
• Para superar las limitaciones de la solubilidad de CO2 en electrolitos acuosos y evitar la degradación del catalizador durante la CO2RR.

Principales métodos:

• Fabricación de un catalizador de SnO2 jerárquicamente poroso recubierto con una monocapa F.
• Aplicación de potenciales de onda cuadrada pulsada para la recuperación dinámica de la fase activa.
• Espectroscopia Raman in situ para la comprensión mecanicista de la captura y reducción de CO2.

Principales resultados:

• Se obtiene una selectividad de la RRCO > 90% con una generación de hidrógeno < 5%.
• Se ha demostrado una mayor selectividad de la CO2RR (~90%) bajo potenciales pulsados en comparación con potenciales constantes (~70%).
• Se identificó el comportamiento de la fase activa dependiente del potencial y la formación intermedia a través de la espectroscopia Raman in situ.

Conclusiones:

• La estrategia de ingeniería de interfaz desarrollada mejora efectivamente el rendimiento del CO2RR mediante la optimización de la interfaz trifásica.
• Los potenciales pulsados ofrecen un enfoque dinámico para mantener la actividad y la selectividad del catalizador.
• Este trabajo proporciona información para el diseño de catalizadores avanzados para la conversión electroquímica de CO2, apoyando los esfuerzos de electrificación y descarbonización.