通过多活性站点协作进行工程原子级级别的级联催化,用于安培级的CO2电还原到C2+产品
Chenghao Jin1, Yue Lin2, Yanan Wang1
1International Collaborative Center on Photoelectric Technology and Nano Functional Materials, Institute of Photonics & Photon-Technology, Northwest University, Xi'an, 710069, P. R. China.
一种新型的单原子合金催化剂有效地将二氧化碳 (CO2) 转化为有价值的多碳产品. 这一突破为二氧化碳利用和可再生能源储存实现了高选择性和部分电流密度.
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:
- 用电化学方法将二氧化碳减少为多碳产品是储能和二氧化碳利用的关键.
- 在工业电流密度下实现高C2+选择性仍然是一个重大挑战.
研究的目的:
- 开发一种催化剂,以有效的电化学方法将二氧化碳减少为二氧化碳+产品.
- 在原子层面研究催化机制.
主要方法:
- 一个Mo1Cu单原子合金 (SAA) 催化剂的合成.
- 在高电流密度下进行电化学性能测试.
- 运行光谱和密度函数理论 (DFT) 计算.
主要成果:
- Mo1Cu SAA催化剂在0.80 A cm-2.2时实现了86.4%的C2+法拉戴效率.
- 达到C2+的部分电流密度为1.33 A cm-2,法拉第效率高于74.3%.
- 操作式光谱学和DFT通过协同的Mo和Cu站点揭示了原子级级联催化.
结论:
- Mo1Cu SAA催化剂通过多活性站点协作促进CO2激活和C-C合.
- 莫位点促进H2O解离,而Cu位点激活CO2并促进CO合.
- 这项工作为设计用于将二氧化碳转化为多碳产品的先进并联电催化剂提供了洞察力.
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