易于构建的多孔银膜,用于高效的催化CO2降解和Zn-CO2电池
Junyang Ding1, Tianran Wei2, Tong Hou2
1Institute for New Energy Materials & Low-Carbon Technologies, School of Materials Science and Engineering, Tianjin University of Technology, Tianjin 300384, China. ho.zhang@foxmail.com.
Nanoscale
|May 2, 2024
概括
开发了高度活性的多孔银膜,以高效地将二氧化碳 (CO2RR) 电还原成有价值的化学物质. 这种新型催化剂具有很高的选择性和稳定性,推进了二氧化碳转化技术.
科学领域:
- 电化学 电化学 电化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 催化剂是一种催化剂.
背景情况:
- 有效的二氧化碳 (CO2RR) 电降解对于生产高价值化学品至关重要.
- 金属银是一种具有成本效益的材料,有可能用于CO2RR催化.
- 开发高活性和选择性催化剂仍然是一个关键的挑战.
研究的目的:
- 在碳纸上制造多孔的银膜,以提高CO2RR.
- 为了研究新型多孔银催化剂的催化性能.
- 了解结构与活动的关系,以改善二氧化碳的转化.
主要方法:
- 这是一个两步的工艺,涉及Ag糊/SBA-15涂层和HF蚀刻.
- 在商业碳纸上制造多孔银膜 (p-Ag/CP).
- 在膜电极组件 (MEA) 和 Zn-CO2 电池配置中的电化学测试.
主要成果:
- p-Ag/CP 在 -1.0 V 和 RHE 之间实现了高 CO 法拉第效率 (FE_CO) 96.7%,达到 -1.0 V.
- 高FE_CO (>90%) 在一个广泛的潜能范围内保持 (-0.8到-1.1V与RHE).
- MEA测试显示~60 mA cm−2,>91% FE_CO,和11小时稳定性;Zn-CO2电池产生了0.34 mW cm−2峰值功率密度.
结论:
- 与平面银相比,多孔银催化剂显著增强了CO2RR活性.
- 性能改善归因于多孔结构,增强的三相边界和稳定*COOH中间体.
- 这项工作介绍了一种可扩展的方法,用于生产高效的CO2RR电催化剂.
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