在Cu电催化剂中,酸离子诱导的正极腐蚀
Shikai Liu1, Yuheng Li1, Di Wang2
1Department of Material Science and Engineering, College of Design and Engineering, National University of Singapore, 9 Engineering Drive 1, EA #03-09, Singapore, 117575, Singapore.
铜催化剂在二氧化碳减排过程中经历结构变化,由酸盐驱动. 这种重建会影响长期的性能,但在特定条件下,比如在较少的负潜力下使用Cu纳米立方体,可以提高稳定性和选择性.
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:
- 铜 (Cu) 催化剂在电化学二氧化碳 (CO2) 减少过程中的结构演变是一个已知的,但不太了解的过程.
- 了解催化剂重建对于优化二氧化碳电还原技术至关重要.
研究的目的:
- 在不同反应条件下的二氧化碳减排过程中研究Cu纳米立方体的结构演变.
- 阐明催化剂重建的机制及其对催化剂性能的影响.
主要方法:
- 同一个位置传输电子显微镜 (ILTEM)
- 循环电压计 (CV) 是一种循环电压计.
- 在现场X射线吸收细结构 (XAFS) 光谱.
- 一开始的分子动力学 (AIMD) 模拟.
主要成果:
- 催化剂通过酸诱导的阴极腐蚀在比-0.4 V RHE更负的电位上重建.
- 电解质中的酸盐对于这种重建途径至关重要.
- 催化剂重建导致动态形态,阻碍长期的选择性和活动增强.
- 在较少的负潜力下运行Cu催化剂保留了Cu纳米立方体形态,提供了更好的选择性.
结论:
- 酸离子诱导的正极腐蚀是一种关键的,以前未被探索的路径,用于二氧化碳电还原过程中的Cu催化剂重建.
- 由于重建而产生的动态催化剂形态限制了长期的性能增长.
- 控制电极潜力和利用特定的预催化剂形态,如Cu纳米立方体,是提高CO2电还原稳定性和选择性的关键策略.
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