Decodificación del derrame de hidrógeno: desentrañando el mecanismo de acoplamiento C-C guiado por relés de doble...

Área de la Ciencia:

• La electroquímica
• Catálisis
• Ciencias de los materiales
• Energía renovable

Sus antecedentes:

• La reducción electroquímica de CO2 (eCO2RR) es clave para la utilización de CO2 y el almacenamiento de energía renovable.
• El eCO2RR acuoso se enfrenta a desafíos para activar tanto el CO2 como el H2O.
• La mejora de la selectividad del producto C2+ es crucial para una conversión eficiente del CO2.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar catalizadores bimetálicos eficientes para el eCO2RR acuoso.
• Aumentar la selectividad del producto C2+ centrándose en la activación del agua y la generación de especies de hidrógeno (*H).
• Comprender el mecanismo catalítico a través de estudios experimentales y computacionales.

Principales métodos:

• Síntesis de catalizadores bimetálicos basados en Cu con diferentes cargas de Co.
• Pruebas de rendimiento electroquímico, incluidas las mediciones de eficiencia Faradaic (FE) y de densidad de corriente.
• Cálculos de la Teoría Funcional de la Densidad (DFT) para elucidar los mecanismos de reacción.

Principales resultados:

• El catalizador optimizado de 0,24% de Co-Cu2O logró un 76,1% de FE para los productos de C2+ a 400 mA cm-2.
• El catalizador demostró una robusta estabilidad, manteniendo >70% FE_C2+ durante más de 24 horas.
• Los sitios Co facilitan la activación del agua, generando *H que se derrama en los sitios Cu, promoviendo la formación de C2+.

Conclusiones:

• La estrategia de segregación del sitio mediante catalizadores bimetálicos mejora efectivamente el rendimiento eCO2RR.
• El catalizador Co-Cu2O ofrece una vía prometedora para la conversión selectiva y estable de CO2 a C2+.
• Este enfoque promueve la utilización sostenible de CO2 y las soluciones de almacenamiento de energía renovable.