Med hjälp av en kärnmagnetisk resonansspektrometer har en forskargrupp ledd av prof. Wang Hui från Hefei Institutes of Physical Science vid den kinesiska vetenskapsakademin framställt en koltäckt ihålig koppar(II)oxid-högeffektiv katalysator genom att använda lösningsmedlet autokarbonyleringsreduktion. strategi, som gav en ny lösning för den elektrokatalytiska koldioxidreduktionsreaktionen (CO2 RR) vid framställning av multikol (C2+). ) produkter.
Resultaten publicerades i Advanced Functional Materials .
Alltför stora koldioxidutsläpp är ett globalt problem. Konvertera CO2 till kemikalier och bränslen genom CO2 RR hjälper inte bara miljön utan stöder också Kinas mål för "dual-carbon". Framsteg har gjorts när det gäller att framställa produkter med enbart kol (C1) som kolmonoxid och myrsyra från CO2 RR. Men nuvarande CO2 RR effektivitet för att producera C2+ produkterna är låga, vilket skapar ett behov av katalysatorer som kan förbättra effektiviteten och selektiviteten.
I denna studie utvecklade forskarna en specialiserad nanoreaktor som kallas kvävedopad kolskal-skyddad ihålig kopparoxid (H-Cu2 O@C/N) med användning av en lösningsmedels-autokarbonatiseringsreduktionsstrategi.
Denna nanoreaktorförbättring hjälper till att öka mängden nyckelmellanprodukter (*CO) på katalysatorytan, vilket påskyndar produktionen av C2+ produkter genom en kemisk reaktion.
När den testades i en membranelektrodanordning (MEA) elektrolysör, H-Cu2 O@C/N nanoreactor uppnådde imponerande resultat, med en effektivitet på 75,9 % för att producera C2+ produkter och en hög strömtäthet på 248,8 mA·cm -2 . Detta visar effektiviteten hos katalysatorerna i CO2 RR-konvertering.
För att ytterligare förstå denna process genomförde forskargruppen detaljerade studier. Dessa resultat bekräftade att C/N-inneslutningarna framställda av lösningsmedels-autokolreduktionsstrategin effektivt kan skydda Cu + aktiva arter och säkerställa deras katalytiska stabilitet.
Detta arbete ger ett effektivt och genomförbart sätt att optimera katalysatorstrukturen för mycket selektiv CO2 RR-beredning av C2+ produkter.
Mer information: Xiangfu Meng et al, Steering C–C Coupling av Hollow Cu2 O@C/N nanoreaktorer för högeffektiv elektroreduktion av CO2 till C2 + Produkter, Avancerat funktionsmaterial (2024). DOI:10.1002/adfm.202312719
Journalinformation: Avancerat funktionsmaterial
Tillhandahålls av Chinese Academy of Sciences
