Evolución estructural dirigida de las nanopartículas de níquel en sitios dispersos atómicamente para la...

Área de la Ciencia:

• La electroquímica
• Ciencias de los materiales
• Catálisis

Sus antecedentes:

• La reducción electroquímica de CO2 (CO2RR) a CO es una estrategia prometedora para la utilización del carbono.
• La mejora de la selectividad y la actividad del catalizador para el CO2RR sigue siendo un desafío importante.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar y caracterizar un nuevo catalizador de Ni/NC para mejorar la relación CO2RR con el CO.
• Investigar la evolución estructural y la dinámica del sitio activo del catalizador durante la activación electroquímica.

Principales métodos:

• Síntesis de catalizador de Ni/NC mediante molienda y pirólisis.
• Activación electroquímica bajo atmósfera de Ar.
• Caracterización mediante XPS, AC-STEM, EXAFS y espectroscopia Raman in situ.

Principales resultados:

• La activación electroquímica convirtió las partículas de Ni en sitios de Ni de un solo átomo (Ni-Nx).
• Logró una densidad de corriente de ~ 60 mA cm-2 con ~ 90% de eficiencia Faradaic CO a -0.8 V frente a RHE.
• Se ha demostrado una transferencia de carga acelerada, una cinética favorable y una estabilidad operativa de 24 horas.

Conclusiones:

• La transformación dinámica de los sitios activos de Ni es crucial para el CO2RR de alto rendimiento.
• El catalizador desarrollado ofrece una vía prometedora para la conversión eficiente y selectiva de CO2 en CO.
• Proporciona información para el diseño de catalizadores avanzados de metales de transición para la utilización de CO2.