了解双相和三相边界在高温CO2电解中的作用
Xiwen Tan1, Tongbao Wang1, Quan Chen1
1State Key Laboratory of Bioinspired Interfacial Materials Science, Institute of Functional Nano & Soft Materials (FUNSOM), Soochow University, 199 Ren'ai Road, Suzhou, Jiangsu 215123, China.
固体氧化物电解电池中的无分离的Ni-化形成了双相边界 (DPB) 以实现高效的CO2-CO转化. 这种方法避免了碳沉积,并通过氧气空缺增强了电化学活性.
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:
- 固体氧化物电解电池 (SOEC) 在二氧化碳转化方面表现有前途.
- 了解电极接口结构对于SOEC性能至关重要.
- 在二氧化碳电解中相极限的作用尚不清楚.
研究的目的:
- 在Ni/ceria系统中研究电极接口结构和CO2电解性能之间的相关性.
- 阐明在不同相位边界下减少二氧化碳的机制.
- 开发高选择性和高能效的二氧化碳转化成CO的催化剂.
主要方法:
- 制造具有受控接口结构的Ni/ceria催化剂 (DPB与TPB).
- 电化学测试二氧化碳电解性能 (电流密度,电压,选择性).
- 电极接口和氧气空隙度的表征.
主要成果:
- 没有分离的Ni/ceria形成了双相边界 (DPB),产生了83.0%的CO输出度.
- 碳沉积发生在具有三相边界 (TPB) 的对照样本中.
- 电化学活性与氧空位 (Ov) 度相关,DPBs显示较高的活动.
结论:
- 在DPB中丰富氧空缺 (Ov) 促进了高温CO2电解.
- 对于二氧化碳电解中的基催化剂,DPB比TPB更有影响力.
- 无分离的Ni/ceria为CO2转化为CO提供了稳定高效的途径.
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