聚烯酸改性Cu电极用于选择性电化学CO2减少,以实现多碳产品
Yuchuan Shi1, Kaini Zhang1, Chung-Li Dong2
1International Research Center for Renewable Energy, State Key Laboratory of Multiphase Flow in Power Engineering, Xi'an Jiaotong University, Xi'an 710049, China.
铜电极的聚合物修饰显著提高了从电化学CO2减排中选择性生产的多碳产品. 这一进步提高了有价值的化学合成效率.
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:
- 电化学CO2降低 (eCO2RR) 到铜上的多碳 (C2+) 产品至关重要,但对选择性具有挑战性.
- 多晶铜 (Cu) 经常在eCO2RR中遭受低C2+选择性.
研究的目的:
- 为了提高C2+产品形成的选择性,在多晶体Cu上的eCO2RR过程中.
- 研究聚合物修饰影响eCO2RR选择性的机制.
主要方法:
- 使用聚乙烯烯酸 (PECA) 的多晶Cu电极的易于表面修改.
- 电化学表征包括各种电位的法拉第效率 (FE) 测量.
- 在现场进行光谱表征和理论计算,以探测表面相互作用和电子特性.
主要成果:
- 经过PECA修改,C2+选择性FE从30.1%增加到72.6%在-1.1V与RHE相比.
- 实现了高部分电流密度的C2+生产 (-145.4mA cm-2在-0.9V与RHE).
- 证明PECA通过电子再分配和d频段中心升高来抑制*H中间体和稳定*CO中间体.
结论:
- PECA表面修改有效地引导eCO2RR在Cu电极上实现高C2+选择性.
- 该机制涉及由于PECA的电子吸收组和Cu的电子结构改变而导致中间体的吸附变化.
- 这种基于聚合物的电极修改策略为实际的eCO2RR向增值化学品提供了一个有希望的途径.
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