通过双相Ni3ZnC0.7和Ni为增强的电催化CO2减少,稳定*COOH在Ni单原子位上
Longlong Qi1, Shao-Chen Wang1, Xiang Ji1
1College of Chemistry and Chemical Engineering, Inner Mongolia University, 49 Xilinguole South Road, 010020 Hohhot, P. R. China.
这项研究引入了一种用于减少二氧化碳的新型电催化剂,提高了二氧化碳生产的选择性. 基于Ni的单原子催化剂在流电池应用中表现出高效率和稳定性.
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:
- 电催化二氧化碳的减少对可持续化学至关重要.
- 目前的催化剂面临的选择性挑战是由于中间的约束能量缩放关系.
研究的目的:
- 开发一种高度选择性和稳定的电催化剂,用于将二氧化碳减少为二氧化碳.
- 研究纳米粒子调制单原子位点在增强催化性能方面的作用.
主要方法:
- 使用金属有机框架模板,在N-合碳 (NiSAs/Ni3ZnC0.7-NiNPs@NC) 上制造由Ni3ZnC0.7-Ni纳米粒子调制的Ni单原子.
- 在流电池中进行电化学评估.
- 理论计算 (DFT) 了解反应机制和中间稳定.
主要成果:
- 催化剂实现了CO的部分电流密度为-345 mA cm-2和Faradaic效率 (FECO) 为99.3%,在 -0.8 V与RHE.
- 由于纳米粒子的电荷转移导致Ni单原子位点的电子丰富稳定了关键的*COOH中间体.
- 观察到优异的长期稳定性,在连续电解18小时后,FECO保持在94%以上.
结论:
- 开发的NiSAs/Ni3ZnC0.7-NiNPs@NC催化剂显著改善了CO2电还原到CO的选择性和稳定性.
- 单原子位点的纳米粒子调制为设计先进的电催化剂提供了一个有前途的策略.
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