在电催化CO2中加速C─C合动力学,通过精确的原子Cu6减小,集群具有可控制的站点振动性
Yao Wang1, Fengya Ma1, Meng Zheng2
1Key Laboratory of Synthetic and Biological Colloids, Ministry of Education, School of Chemical and Material Engineering, Jiangnan University, Wuxi, 214122, China.
设计稳定的铜 (Cu) 原子集群可以增强碳-碳合,从而改善二氧化碳电还原 (CO2RR). 三元Cu6集群中的轻微振动通过稳定中间体和加速反应动力学来提高C2产品的效率.
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:
- 提高二氧化碳电还原 (CO2RR) 性能取决于通过定制的铜-铜 (Cu-Cu) 站点加强碳-碳合.
- 不稳定的Cu位点使CO2RR中的反应途径和中间体复杂化.
研究的目的:
- 为了研究Cu位点振动和CO2RR性能之间的关系.
- 设计和合成具有不同Cu位点振动性的桥原子集群.
主要方法:
- 构建Cu6的多态异构体,特别是三角形 (T-Cu6I6) 和立方 (C-Cu6I6) 集群.
- 在现场进行光谱学表征和理论计算.
- 对CO2RR的电化学性能评估.
主要成果:
- 与立方集群 (C-Cu6I6,25%的振动) 相比,低振动率 (1.5%) 的三角形Cu6集群 (T-Cu6I6) 呈现出更稳定的结构.
- 对于C2产品,T-Cu6I6的法拉代克效率 (78%) 比C-Cu6I6 (41%) 高得多.
- 在T-Cu6I6中稍微振动的Cu位点促进*CO质子和C-C合.
结论:
- 站点振动是影响CO2RR电催化性能的一个关键因素.
- 稳定,轻微振动的Cu位点加速反应动力学,增强C2产品的选择性.
- 这项工作提供了通过控制原子集群振动来调整电催化活动的策略.
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