鲁类型Co0.5Ti0.5NbO4 - 基于阴极与现场溶解的金属颗粒用于直接CO2电解
Wenji Ruan1, Xiaojing Liu1, Jiupai Ni1
1College of Resources and Environment, Southwest University, Beibei, Chongqing 400715, China.
ACS applied materials & interfaces
|August 23, 2024
概括
用铁合的鲁类型酸 (CTO-Fe) 阴极表现出增强的电导率和碳二氧化物 (CO2) 分裂的稳定性. 用添加的CTO (CTO-Ni) 也提高了导电性,但缺乏长期稳定性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 催化剂是一种催化剂.
背景情况:
- 开发高效的二氧化碳 (CO2) 分解电催化剂对于可持续的能源解决方案至关重要.
- 在二氧化碳电解中,鲁类型化 (CTO) 材料的潜力得到了探索.
- 用过渡金属修改CTO可以提高其电导率和催化活性.
研究的目的:
- 研究合Fe3+或Ni2+的CTO基材料作为二氧化碳分裂的阴极电极.
- 为了提高CO2电解中CTO的电导率和电催化性能.
- 为了评估这些修改过的阴极的长期稳定性.
主要方法:
- 合成路类型的Co0.5Ti0.5NbO4 (CTO),Co0.4Fe0.2Ti0.4NbO4 (CTO-Fe) 和Co0.25Ni0.25Ti0.5NbO4 (CTO-Ni) 的合成方法.
- 在800°C的Ar-5%H2中进行降解处理,以诱导Co和Co-Ni颗粒的现场溶解.
- 在800°C的CO2电解中对阴极性能进行电化学测试.
主要成果:
- 减少后,CTO-Fe (0.78 S cm-1) 和CTO-Ni (2.10 S cm-1) 的电导率明显高于CTO (0.49 S cm-1).
- 在降解CTO,CTO-Fe和CTO-Ni的表面上发生了Co和Co-Ni颗粒的现场溶解.
- 与CTO相比,CTO-Fe和CTO-Ni阴极显示出更好的CO2电解性能,CTO-Fe在100小时以上表现出极好的稳定性.
结论:
- 用Fe3+或Ni2+对CTO进行兴奋剂可提高CO2分裂的电导率和电催化活性.
- CTO-Fe阴极为二氧化碳电解提供了一个有前途,稳定和高效的氧化物材料.
- CTO-Ni阴极表现出高性能,但由于碳沉积而受到不稳定性的限制.
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