动态表面重建的两极金属 (Zn,Al) 合Cu2O高效的电化学CO2降低到C2+产品
Yufei Jia1, Yunxuan Ding2, Tao Song3
1State Key Laboratory of Fine Chemicals, Institute of Artificial Photosynthesis, DUT-KTH Joint Education and Research Centre on Molecular Devices, Institute for Energy Science and Technology, Dalian University of Technology, Dalian, 116024, P. R. China.
Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
|August 2, 2023
概括
了解电化学二氧化碳减排 (CO2RR) 过程中的催化剂表面变化是关键. 这项研究表明,Zn在Cu2O上的液和再沉积会产生稳定的Cu-Zn位点,促进C2+产品的形成,从而产生高效的CO2RR.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 催化剂是一种催化剂.
背景情况:
- 催化剂的表面重建对于理解电化学二氧化碳减排 (CO2RR) 中的活性位点至关重要.
- 虽然Cu-Zn双金属位点对C2+产品有希望,但它们的动态表面重建仍然不清楚.
- 了解动态稳定性对于设计高效的CO2RR电催化剂至关重要.
研究的目的:
- 通过浸出和重新沉积来研究动态稳定性对CO2RR的影响,使用Zn-doped Cu2O纳米八面体.
- 探索表面重建在提高CO2RR的催化性能方面的作用.
- 为了证明这种现象在两金属化催化剂中的普遍性.
主要方法:
- 合成Zn合的Cu2O纳米八面体.
- 相对性表征技术,以确认 Zn 浸出和重新沉积.
- 电化学二氧化碳减排 (CO2RR) 实验,以评估催化性能.
- 机制分析以阐明C-C合路径.
主要成果:
- 证实了 Zn-doped Cu2O 的 Zn 浸出和随后的重新沉积,创造了动态稳定性和丰富的 Cu-Zn 双金属位点.
- 重建后的催化剂实现了高法拉代效率 (FE) 的77%的C2 +产品在-1.1V与RHE.
- 在化Cu2O中观察到类似的动态稳定性,这表明化金属剂的普遍性.
- 机制研究表明,Zn的引入通过OHC-CHO通路降低了CO2RR到C2H4的能量屏障.
结论:
- 表面动态重建涉及浸出和重新沉积的剂,如Zn在Cu2O是提高CO2RR性能至关重要的.
- 这一过程导致稳定,活跃的双金属位点,并提高对C2+产品的选择性.
- 这些发现为设计基于两金属兴奋剂的CO2RR高性能电催化剂提供了洞察力.
