通过单个Ru原子进行表面激活,用于增强高温CO2电解
Yuefeng Song1,2, Junyong Min2,3, Yige Guo1,2
1State Key Laboratory of Catalysis, Dalian National Laboratory for Clean Energy, iChEM (Collaborative Innovation Center of Chemistry for Energy Materials), Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences, Dalian, 116023, China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|December 13, 2023
概括
在SDC上的单个鲁原子在固体氧化物电解细胞 (SOEC) 中增强CO2电解. 这种原子尺度的修改提高了阴极性能,以实现高温二氧化碳的高效转化.
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:
- 阴极CO2吸附和激活对于高温固体氧化物电解细胞 (SOEC) 是至关重要的.
- SOEC 阴极中的氧离子导体通常表现出有限的电催化活性,用于减少二氧化碳.
研究的目的:
- 为了增强CO2电解的SOEC阴极的电催化活性.
- 研究单原子催化剂对SOEC阴极性能的影响.
主要方法:
- 在Ce0.8Sm0.2O2-δ (SDC) 表面通过共价金属支相互作用固定稳定的单个鲁 (Ru) 原子.
- 使用Ru1/SDC-La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ阴极制造和测试一个固体氧化物电解电池 (SOEC).
主要成果:
- 改变了SDC表面的电子结构,有利于氧气空隙的形成,并改善了CO2吸附和激活.
- 使用Ru1/SDC阴极的SOEC在1.6V和800°C下实现了2.39A cm-2的高电流密度.
- 证明了用于高温CO2电解的增强电催化活性.
结论:
- 单原子催化剂可以显著提高SOEC阴极的性能.
- 阴极材料的原子尺度定制为增强高温电催化反应提供了一个有效的策略.
- 在SOEC技术中扩大单原子催化剂的应用.
