为工业级电催化CO2减少膜电极组件的单原子催化剂的中孔工程
Zhanshuai Ma1,2, Bingqing Wang1, Bingyan Wang3
1State Key Laboratory of Chemical Resource Engineering, Beijing University of Chemical Technology, Beijing, 100029, China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|January 12, 2026
概括
--碳 (Ni-NC) 催化剂的中孔工程显著改善了二氧化碳的电还原. 这种方法提高了活跃站点的可访问性和稳定性,使工业应用具有高效率和耐用性.
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:
- 在添加碳上的原子分散过渡金属是减少二氧化碳的有希望的电催化剂.
- 工业应用受到低法拉第效率和膜电极组件 (MEA) 稳定性差的阻碍.
研究的目的:
- 开发一个 mesoporous 工程 Ni-NC 催化剂,用于增强二氧化碳的电还原.
- 研究孔隙结构对催化剂性能和稳定性的影响.
主要方法:
- 两个步骤的空间封闭式热解用于半孔Ni-NC (meso-Ni-NC) 合成.
- 低温CO脉冲化学吸收,实时CO2气泡扩散观测和有限元素模拟.
- 在膜电极组件 (MEA) 中进行电化学测试.
主要成果:
- 与微孔的Ni-NC (微-Ni-NC) 相比,Meso-Ni-NC显示出更好的活动部位可访问性和质量运输.
- 半孔结构减轻了洪水和盐沉积,增强了长期稳定性.
- 在97.3%的Faradaic效率 (FE_CO) 和136小时 (>90%FE_CO) 的稳定运行下,Meso-Ni-NC实现了高CO部分电流密度 (291.8 mA cm-2).
结论:
- 半孔工程对于优化二氧化碳减排中的电催化剂性能至关重要.
- 梅索-尼-NC为工业规模的电化学二氧化碳减排提供了一个有前途的途径,提高了效率和稳定性.


