頑丈で選択的なCO2への電子還元のための炭素支柱上のニッケル-窒素-炭素触媒部位の熱分解制御工学
Wenqi Feng1, Yanjun Ye1, Zhaoping Zeng2
1College of Rare Earths, Jiangxi University of Science and Technology, Ganzhou 341000, P. R. China.
持続可能な炭素循環の重要なステップである 二酸化炭素を一酸化炭素に変換する 新しい電気触媒を開発しました 最適化されたニッケル・窒素・炭素触媒は,一酸化炭素の生産に高い効率と耐久性を達成した.
科学分野:
- 電気化学
- 材料科学
- キャタリシス
背景:
- 二酸化炭素 (CO2RR) を一酸化炭素 (CO) に変換する電気触媒は,持続可能な炭素循環管理に不可欠です.
- 効率的で選択的な電気触媒の開発は,CO2RR技術の進歩に不可欠です.
研究 の 目的:
- CO2RRのための効率的なニッケル-窒素-炭素 (Ni-NC) 電気触媒サイトを設計する.
- コントロールされたアニリングによって調整環境を調整することで,Ni-NC触媒の性能を最適化します.
- 開発されたNi-NC/Ketjenblack (KB) 触媒の触媒活性,選択性,耐久性を調査する.
主な方法:
- 超音波による堆積でケテンブラック (KB) に固定されたポリメリ化ニッケルフタロシアニン (NiPPc) を使用したNi-NC/KB複合触媒の合成.
- 炭素-窒素の調整環境の体系的な調整は,様々な温度で制御された冷却 (Tで表される) を通じて行われます.
- CO2RRの性能評価を含む電気化学的特徴付けとクロノアンペロメトリーによる耐久性試験.
主要な成果:
- Ni-NC/KB-T系触媒は,CO2RRの過程で CO生成に対して例外的な選択性を示した.
- Ni-NC/KB-800触媒は,広範囲のポテンシャル範囲 (-0.7~1.2V vs RHE) で CO ファラダイク効率 (FE_CO) を90%を超え,ピークFE_COは -1.1Vで99%であった.
- 最適化された触媒は14時間の安定性試験で94%以上のCO選択性を保持し,堅固な耐久性を示した.
結論:
- 炭素基の分子前駆体の制御された熱分解は,効率的なNi-NxCy触媒サイトを設計するための合理的な戦略を提供します.
- 開発されたNi-NC/KB-800触媒は,CO2RRをCOに変換する高性能の電気触媒である.
- この研究は,CO2利用のための高度な電気触媒の合理的な設計のための貴重な洞察を提供します.
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