在 CuSiO3/CuO 衍生接口的有序孔中,有效的 CO2 电还原到多碳产品
1CAS Key Laboratory for Nanosystem and Hierarchy Fabrication, CAS Center for Excellence in Nanoscience, National Center for Nanoscience and Technology, Beijing, 100190, P. R. China.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|September 19, 2023
概括
这项研究引入了一种新型催化剂 (p-CuSiO3/CuO),用于高效的电化学二氧化碳 (CO2) 转化为有价值的多碳化学物质 (C2+). 催化剂的设计最大限度地提高了活性位点,提高了二氧化碳的减少,促进了碳中和.
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:
- 电化学二氧化碳转化对于减少二氧化碳排放和实现碳中和至关重要.
- 目前的催化剂在实现高转换率和多碳产品的选择性方面面临挑战,原因是碳-碳合的活性场所有限.
- 开发高效的催化剂是释放二氧化碳利用潜力的关键.
研究的目的:
- 为增值多碳 (C2+) 化学品设计和合成一种用于增强电化学二氧化碳减排的新型催化剂.
- 调查活跃接口站点在促进二氧化碳转化和碳-碳合方面的作用.
- 提供一种合理的设计策略,将二氧化碳减排转向二氧化碳+产品.
主要方法:
- 用无形CuSiO3覆盖多孔CuO,以创建p-CuSiO3/CuO催化剂.
- 在H电池和流电池配置中的电化学CO2减排实验.
- 在现场表征和理论计算来分析催化剂性能和反应机制.
主要成果:
- p-CuSiO3/CuO催化剂在H电池中达到77.8%的C2+法拉代效率 (FE),在流电池中达到91.7%.
- 在1M KOH中400mA cm-2的流量细胞中观察到对C2H4的高选择性 (82%FE).
- 活动接口被证明可以促进CO2的激活,并降低关键*OCCOH中间体的形成能量.
结论:
- 这种p-CuSiO3/CuO催化剂有效地促进了电化学CO2转化为C2+产品.
- 最大限度地利用活跃接口站点是提高二氧化碳减排效率和选择性的可行策略.
- 这项工作为二氧化碳利用的催化剂的合理设计提供了一个有前途的途径.
