窒素添加ナノダイアモンドで二酸化炭素をアセテートに効率的に電気化学的に還元する

科学分野:

• 電気化学
• 材料科学
• 環境科学

背景:

• 二酸化炭素の電気化学的削減は 排出量を減らし 有価な化学物質を生産するために不可欠です
• 現在の方法は 過剰な潜在力,低効率,劣った製品選択性などの課題に直面しています

研究 の 目的:

• CO2削減のための非金属の効率的な電気触媒を開発する.
• アセテートなどの有価なC2製品に対する選択性を高める.

主な方法:

• N-ドープされたナノダイアモンド/Si棒配列 (NDD/Si RA) の電気触媒の製造.
• 超電位とファラダイク効率の測定を含む電気化学的特徴付け.
• インサイト赤外線スペクトロスコーピーは,反応経路を明らかにします.

主要な成果:

• NDD/Si RAは,CO2をフォーマットよりもアセテットに素早く変換することを示した.
• CO2削減のための -0.36 V (対 RHE) の開始電位を達成しました.
• -0.8から -1.0Vでアセテート生産のための報告された高ファラダイク効率 (91.2〜91.8%).
• 特定されたN-sp(3) C種は,CO2の減少のために非常に活発なサイトです.

結論:

• NDD/Si RAは,CO2をアセテットに還元するための高効率の非金属電気触媒である.
• 触媒の性能は,抑制された水素進化と活性なN-ドーピングに起因する.
• 提案された反応経路は,CO2 (((-) と (COO) 2 ((()) のような主要な中間物質を含んでいる.