Pt Mediador de redox diseñado en el sitio atómico aumenta la electrosíntesis de ácido fórmico a partir de glicerol

Área de la Ciencia:

• La electroquímica
• Catálisis
• Ciencias de los materiales

Sus antecedentes:

• La electrosíntesis del ácido fórmico a partir del glicerol utiliza típicamente catalizadores basados en Ni con mediadores duales (Ni3+-O y Ni2+δ-OH).
• El alto potencial requerido para el Ni3+-O limita la eficiencia general y el consumo de energía de este proceso.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un nuevo sistema catalítico para una eficiente electrosíntesis de ácido fórmico a partir de glicerol a potenciales significativamente más bajos.
• Para superar las limitaciones impuestas por el mecanismo de doble mediador en los catalizadores basados en Ni existentes.

Principales métodos:

• Los sitios atómicos de platino (Pt) de ingeniería en aerogeles de Ni para crear mediadores redox modificados de Ni2+δ-OH.
• Investigando el rendimiento catalítico de los catalizadores de Ni de ingeniería Pt para la electrooxidación del glicerol.
• Analizar el mecanismo de reacción, centrándose en la escisión del enlace C-C y la transferencia de átomos de hidrógeno.

Principales resultados:

• El catalizador de Ni de ingeniería Pt (Ni93Pt7) logró un bajo potencial de inicio de 1,25 V, superando a los aerogeles de Ni no modificados (1,36 V).
• Alta eficiencia demostrada (250 °C) para la conversión completa de glicerol con una excelente estabilidad (> 180 h).
• Evitó la vía de Ni3+-O de alto potencial, favoreciendo el mediador Ni2+δ-OH) ads.

Conclusiones:

• La ingeniería de sitio atómico Pt en catalizadores de Ni proporciona una estrategia efectiva para eludir las limitaciones de los sistemas de doble mediador.
• Este enfoque permite una electrosíntesis altamente eficiente y de bajo potencial del ácido fórmico a partir del glicerol.
• La metodología muestra una amplia aplicabilidad para la síntesis de compuestos bajos en carbono a partir de polioles vecinos.