在现场电聚化向EP-CoP/Cu串联催化剂进行增强的电化学CO2转化为乙烯的催化剂
Chao Wang1, Yifan Sun2, Yuzhuo Chen3
1Pen-Tung Sah Institute of Micro-Nano Science and Technology, State Key Laboratory of Physical Chemistry of Solid Surfaces, Fujian Science & Technology Innovation Laboratory for Energy Materials of China, Engineering Research Center of Electrochemical Technologies of Ministry of Education, Department of Chemistry, College of Chemistry and Chemical Engineering, Xiamen University, Xiamen, 361005, China.
在铜上的新型色胺聚合物网络增强了电化学二氧化碳的减少. 这种双重催化剂有效地将二氧化碳转化为有价值的C2产品,如具有高稳定性的乙烯.
科学领域:
- 电化学 电化学 电化学
- 催化剂是一种催化剂.
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 电化学二氧化碳减排是将可持续能源转化为燃料和化学品的关键.
- 基于铜的双金属催化剂对于降低二氧化碳的C-C合至关重要,特别是对于C2产品.
- 提高铜的电子结构对于将选择性转向C2产品至关重要.
研究的目的:
- 开发一种用于高效电化学二氧化碳减排的新型协同催化剂.
- 通过修改铜电极的电子结构来提高对C2产品的选择性.
- 调查色素聚合物网络在二氧化碳转化中的作用.
主要方法:
- 在现场电聚化纳米厚的甲聚合物网络 (EP-CoP) 到铜电极上.
- 一个EP-CoP/Cu合催化剂和气体扩散电极的制造.
- 密度函数理论 (DFT) 计算以了解反应机制.
- 电化学性能测试,包括电流密度,法拉第效率和流动电池中的稳定性测试.
主要成果:
- EP-CoP/Cu催化剂促进二氧化碳减少到*CO中间体,然后在Cu位点上有效合.
- 德富特的计算证实,来自Co地点的*CO丰富增强了Cu地点的*CO覆盖,促进了C2+产品的形成.
- EP-CoP/Cu气体扩散电极在 -0.9 V 和 RHE 之间实现了 726 mA cm-2 的电流密度.
- 对C2+产品 (76.8%) 和乙烯 (43%) 观察到高法拉第效率,具有特殊的长期稳定性.
结论:
- EP-CoP/Cu双联催化剂系统显著增强了电化学 CO2 减少到 C2 产品.
- 这一战略有效地利用色氨酸网络来提高二氧化碳转化效率和选择性.
- 开发的催化剂在电化学生产乙烯和其他有价值的化学物质方面取得了重大进展.
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