Electrocatálisis en tándem con catalizadores de aleación basados en Cu para la formación eficiente de múltiples...

Área de la Ciencia:

• La electroquímica
• Ciencias de los materiales
• Catálisis

Sus antecedentes:

• Los electrolitos ácidos ofrecen una alta eficiencia de un solo paso de carbono para la reducción de CO2, pero sufren la degradación del catalizador.
• Los desafíos en el CO2RR ácido incluyen la descongelación de la aleación y el acoplamiento C-C obstaculizado en comparación con las condiciones neutrales / alcalinas.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar catalizadores estables y eficientes para la reducción electroquímica de CO2 en medios ácidos.
• Diseñar un electrodo en tándem para superar la degradación del catalizador y promover la formación de productos multicarbono.

Principales métodos:

• Caracterización detallada de la evolución de la aleación Cu29Ag71 bajo condiciones ácidas de CO2RR.
• Espectroscopia Raman in situ para el estudio de las estructuras interfaciales del agua.
• Fabricación y ensayo de un electrodo en tándem con Cu29Ag71 y Cu90Al10.

Principales resultados:

• Cu29Ag71 evolucionó dinámicamente a una interfaz Ag / Cu estable, mejorando la actividad de protones y logrando una eficiencia Faradaic del 93,1% de CO.
• El electrodo en tándem suprimió la descongelación de Cu90Al10 y promovió el acoplamiento C-C.
• El electrodo tándem demostró un 81,2% de FE multicarbono, un 70,4% de SPCE y un funcionamiento estable.

Conclusiones:

• La interfaz estable Ag/Cu es crucial para una CO2RR eficiente y selectiva en electrolitos ácidos.
• El diseño de electrodos en tándem ofrece una estrategia prometedora para sistemas ácidos de CO2RR robustos y de alto rendimiento.
• Este trabajo avanza el potencial para la conversión eficiente de CO2 utilizando electrocatalizadores estables.