可调的CO2电还原到乙醇和乙烯,具有可控制的界面湿度

科学领域:

• 电化学 电化学 电化学
• 表面科学是一门学科.
• 催化剂是一种催化剂.

背景情况:

• 与乙烯和乙醇的二氧化碳电还原通路之间的界面可湿性联系的机制尚不清楚.
• 控制动力控制的中间体,特别是一氧化碳 (*CO) 和 (*H) 的平衡对于指导反应选择性至关重要.

研究的目的:

• 调查接口湿度如何影响二氧化碳 (CO2) 到乙烯和乙醇的电还原.
• 设计和实施一种方法来控制*CO和*H中间体的平衡,通过修改具有不同链长度的乙醇.

主要方法:

• 用不同链长度的乙醇修改电极表面,以调整接口可湿性.
• 电化学表征和计算模拟来分析质量传输和中间比率.
• 界面的系统变化,从水友性到超性.

主要成果:

• 接口湿度会影响CO2和H2O的质量运输,改变*CO与*H中间体的比率.
• 从水友界面转向超疏水界面改变了反应限制,从*CO供应到*H供应.
• 实现了可调节的乙醇与乙烯比率从0.9到1.92.
• 在乙醇 (高达53.7%) 和C2+产品 (高达86.1%) 中达到高法拉达效率.
• 在321 mA cm−2.2.的高部分电流密度下,证明了C2+法拉代效率为80.3%,高部分电流密度为321 mA cm−2.

结论:

• 调节界面湿度提供了一条控制二氧化碳电还原选择性的途径.
• 这项研究揭示了湿度在管理中间比率和产品分配方面的重要作用.
• 开发的战略提供了一种有前途的方法,用于有效和选择性地从CO2中合成有价值的化学物质.