Síntesis derivada de la entropía de la aleación CuPd sub-1nm para la electrorreducción de CO2 a acetato

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Catálisis
• La electroquímica

Sus antecedentes:

• Las aleaciones bimetales ofrecen propiedades únicas para la catálisis y el almacenamiento de energía.
• La síntesis de aleaciones subnanométricas de elementos inmiscibles es un desafío.
• El control de la composición y la estructura de la aleación a nivel atómico es crucial para el rendimiento.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un nuevo método para sintetizar subnanoaleaciones atómicamente dispersas de metales inmiscibles.
• Investigar la aplicación de estas subnanoaleaciones en la reducción electroquímica del dióxido de carbono (CO2).
• Proporcionar una estrategia generalizable para el diseño de catalizadores bimetales avanzados.

Principales métodos:

• Las nanopartículas de aleación de CuPd dispersadas atómicamente (1.5 nm) diseñadas en CuO y ácido fosfomolibdico (PMA) subnanobolsas de ensamblaje (CuO-PMA SNS).
• Utilizó una alta entropía vibratoria para impulsar la formación in situ de aleaciones de CuPd a partir de átomos individuales de CuO y Pd.
• Se aplicó la estrategia para sintetizar nanopartículas de aleación ZnPt (1 nm).

Principales resultados:

• Se han sintetizado con éxito aleaciones de CuPd subnanométricas con alta dispersión.
• Se ha demostrado una mayor adsorción y cobertura de CO en los sitios de CuPd, estabilizando los intermedios.
• Se logró una eficiencia Faradaic del 46,5% para la electroreducción de CO2 al acetato.
• Se obtiene una alta productividad de acetato de 99 μmol cm-2 a -0,7 V frente a RHE.

Conclusiones:

• La estrategia de aleación desarrollada in situ proporciona una vía general para crear subnanoaleaciones inmiscibles.
• Las subnanoaleaciones de CuPd mejoran significativamente la electrorreducción de CO2 a productos de C2, en particular el acetato.
• Este trabajo ofrece una vía prometedora para el diseño de electrocatalizadores eficientes para la conversión de CO2.