Evolución dinámica de los nanocables de cobre durante la reducción de CO2 Probado por 4D-STEM electroquímico y...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• La electroquímica
• Nanotecnología

Sus antecedentes:

• Los nanomateriales unidimensionales (1D) como los nanocables poseen propiedades únicas.
• Los nanocables de cobre (NW) son prometedores para la reacción electroquímica de reducción de CO2 (CO2RR) a los combustibles.
• La comprensión de la evolución estructural de los Cu NW durante la CO2RR es crucial pero desafiante.

Objetivo del estudio:

• Investigar la evolución estructural dinámica de las Cu NW durante la CO2RR.
• Identificar la naturaleza exacta de los sitios de cobre activo (Cu) bajo condiciones de funcionamiento.
• Desarrollar y aplicar métodos multimodal operando a nanoescala con resolución en el tiempo.

Principales métodos:

• Microscopía electrónica de transmisión de barrido de células líquidas electroquímicas operando (EC-STEM).
• Operando electroquímico de cuatro dimensiones (4D) STEM con el aprendizaje automático.
• Espectroscopia de absorción de rayos X (XAS) de alta resolución de energía basada en sincrotrones.

Principales resultados:

• Los CuNV sintetizados (Cu@Cu2O) electrorreducidos a una cubierta metálica desordenada (Cu@CuS NWs).
• La migración de Cu impulsada por el CO condujo a la formación de nanogranas de Cu metálicas policristalinas.
• XAS confirmó la electrorreducción completa a nanografías metálicas de Cu y la subsiguiente reoxidación parcial.

Conclusiones:

• Los Cu NW sufren una transformación estructural significativa en nanogranas metálicas durante la CO2RR.
• Estos nanograins presentan los sitios activos operando para el CO2RR.
• Las técnicas de operación multimodal son esenciales para elucidar la evolución dinámica de los nanomateriales.