有效和选择性的电化学CO2转化为甲酸转化:对单原子和双原子催化剂在锡二硫化单层上进行初步研究
Guanming Chen1, Margherita Buraschi1, Rashid Al-Heidous1
1Department of Chemistry, and Thomas Young Centre, Imperial College London, White City Campus, London W12 0BZ, U.K.
概括
在SnS2上的单原子催化剂有效地将CO2转化为酸. 这项研究强调了Sn-SACs作为可持续二氧化碳回收的有希望的电催化剂,在低潜力下运行.
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
- 计算化学计算化学
背景情况:
- 电化学二氧化碳减排反应 (CO2RR) 为二氧化碳利用和气候变化缓解提供了一个可持续的途径.
- 在低电极电位下运行的选择性催化剂对于高效的CO2RR至关重要.
- 单原子催化剂 (SAC) 和双原子催化剂 (DAC) 对电催化应用具有独特的特性.
研究的目的:
- 研究单原子催化剂 (SAC) 和双原子催化剂 (DAC) 在SnS2单层上对CO2RR的稳定性和活性.
- 为了确定用于选择性将二氧化碳转化为酸的催化剂.
- 了解催化机制和基质的作用.
主要方法:
- 密度函数理论 (DFT) 的计算.
- 计算式电极 (CHE) 方法.
- 对CO2RR的热力学分析.
- 巴德尔收费分析和电子结构计算.
主要成果:
- Sn-SAC催化剂证明了高效和选择性的二氧化碳用于酸生产.
- 对于Sn-SAC.来说,可以达到0.29V的低理论限制电位.
- 催化剂稳定性受益于金属覆盖率低和金属中心隔离.
- SnS2基板通过提供电子电荷来减少二氧化碳,起着至关重要的作用.
结论:
- 在SNS2上的Sn-SAC是通过CO2RR选择性酸生产的高效催化剂.
- 该研究阐明了催化机制,强调了基质的贡献.
- 这些发现表明,有可能合成稳定高效的SAC/DAC用于二氧化碳转化.
