Forskare från Institute of Process Engineering (IPE) vid den kinesiska vetenskapsakademin och Yanshan University har föreslagit en strategi för att öka den faradaiska CO-effektiviteten i elektrokatalytisk CO2 reduktionsreaktion (eCO2 RR), ett attraktivt alternativ för att ta itu med allvarliga klimatproblem och producera kemiskt råmaterial med mervärde genom koppling med förnybar energi. Strategin är lovande när det gäller att producera CO via eCO2 RR vid omgivningsförhållanden.
Studien publicerades i Advanced Functional Materials den 30 augusti.
Bland det stora utbudet av produkter, såsom format, CO, CH4 , C2 H4 , C2 H5 OH och CH3 OH, omvandlat från eCO2 RR, CO är av särskild betydelse.
Tyvärr, även om eCO2 RR till CO har fördelen att utföras vid rumstemperatur och omgivningstryck, det lider av låg faradaisk effektivitet på grund av mer negativ potential än teoretiskt värde, dvs överpotential, där väteutvecklingsreaktionen (HER) är kinetiskt föredragen.
"Nyckelfrågan för att ta itu med den ovan nämnda utmaningen är att designa och utveckla effektiva elektrokatalysatorer som är mer gynnsamma för att katalysera eCO2 RR istället för HENNE", säger professor Yang Jun från IPE, motsvarande författare till studien.
Teoretiska beräkningar validerade att ensembleplatserna bestående av Ag- och Pd-atomer kunde främja eCO2 RR genom att antingen försvaga CO-adsorptionen eller förbättra COOH-adsorptionen. Baserat på detta rapporterade forskarna en strategi för att producera AgPd legerade nanopartiklar med fina storlekar för att synergisera ensembleeffekten och storlekshävstångseffekten, vilket uppnår hög CO faradaisk effektivitet på upp till 98,9 % i eCO2 RR med tillfredsställande hållbarhet.
"Detta arbete belyser skräddarsyttningen av aktiva platser via atomära ensembler, vilket ger en praktisk metod för att rationellt utforma avancerade elektrokatalysatorer mot högeffektiv eCO2 RR", sa prof. Yang.
Mer information: Qing Zeng et al, Fine AgPd Nanoalloys Achieving Size and Ensemble Synergy for High-Efficiency CO2 to CO Electroreduction, Avancerade funktionella material (2023). DOI:10.1002/adfm.202307444
Journalinformation: Avancerat funktionsmaterial
Tillhandahålls av Chinese Academy of Sciences
