氨酸衍生的碳纳米板封装Ni纳米粒子,用于高效的CO2电还原

科学领域:

• 电触媒溶解是一种电触媒.
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 化学工程是化学工程的重要组成部分.

背景情况:

• 开发高效的电催化剂来减少二氧化碳对于缓解气候变化至关重要.
• 在二氧化碳电还原中实现高选择性和法拉第效率仍然是一个重大挑战.

研究的目的:

• 设计和合成一种新的催化剂,以有效地将二氧化碳 (CO2) 电还原为一氧化碳 (CO).
• 研究开发的催化剂的催化性能,稳定性和机制.

主要方法:

• 用剂合的碳外涂层Ni纳米粒子 (Ni@NC) 的合成.
• 电化学表征包括二氧化碳还原反应 (CO2RR) 测量.
• 在现场里埃变换红外光谱学 (FTIR) 和理论计算.

主要成果:

• 最优的Ni@NC-1000催化剂在一个广泛的潜能范围 (--0.55到--0.9V与RHE) 上实现了>90%的CO法拉代效率 (FE_CO).
• 最大FE_CO为95.6%,在-0.75V与RHE时获得,持续活动超过20小时.
• 工业级电流密度为200.3 mA cm-2,在流量电池中,在 -0.9 V 和 RHE 之间实现了工业级电流密度.

结论:

• Ni@NC-1000催化剂在二氧化碳电还原到二氧化碳方面表现出色.
• 高度活跃的酸位是促进CO2激活的关键,为催化剂的卓越性能提供了关键.
• 这项工作提出了开发高效电催化剂以减少二氧化碳的有效策略.