Koldioxidelektroreduktion (CO2 RR) till högvärdiga kemiska råvaror och bränslen är ett potentiellt sätt att förverkliga den kolneutrala cykeln. Cu-oxidbaserade katalysatorer är lovande för CO2 elektroreduktion, men lider av oundviklig reduktion och strukturell kollaps, vilket leder till instabila elektrokatalytiska egenskaper.
Profs. Zhu Jiawei och Jiang Heqing från Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology vid den kinesiska vetenskapsakademin har utvecklat en B-plats stensalt-ordnad dubbel perovskitoxid av Sr2 CuWO6 med superexchange-stabiliserade Cu-platser med lång räckvidd för effektiv och stabil CO2 elektroreduktion.
Studien publicerades i Nature Communications den 21 februari.
Forskaren använde Sr2 CuWO6 som en proof-of-concept modellkatalysator. Sr2 CuWO6 uppvisade B-plats sten-salt-ordning, vilket resulterade i långa Cu-Cu-avstånd och superexchange-interaktion.
Dess långväga Cu-ställen underlättar *CO-hydrering och hämmar C–C-koppling. Under tiden stabiliserar superexchange-interaktionen Cu-ställena och förhindrar strukturell kollaps. Dessa faktorer insåg Sr2s utmärkta prestanda CuWO6 för stabil CO2 elektrometanering, vilket uppnådde en hög FECH4 på 73,1 % samt en hög partiell strömtäthet på 292,4 mA cm -2 .
Särskilt Sr2 CuWO6 presenterar den bästa prestandan för elektrometanering i perovskitkatalysatorer.
Detta arbete upptäcker effektiv och stabil Cu-baserad dubbelperovskitoxid för CO2 RR, som öppnar en ny väg för rationell design av mer avancerade Cu-baserade katalysatorer.
Mer information: Jiawei Zhu et al, Superexchange-stabiliserade långväga Cu-platser i stensalt-ordnade dubbla perovskitoxider för CO2-elektrometanering, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-45747-5
Journalinformation: Nature Communications
Tillhandahålls av Chinese Academy of Sciences
