Undersøgelse af forgiftningseffekten af kulstofaflejring under CO₂-elektroreduktion
Et forskerhold har foreslået nye forståelser af forgiftningseffekten af kulstofaflejring under kuldioxidreduktionsreaktion (CO2 RR) på de aktive steder af Cu-elektrode. Undersøgelsen blev offentliggjort i Precision Chemistry .
Kobber (Cu)-baserede katalysatorer tjener som de mest effektive elektrokemiske katalysatorer for CO2 RR. Imidlertid er deres langsigtede stabilitet ved høje strømtætheder utilfredsstillende. Årsagerne til deaktivering af Cu-katalysatorer er komplekse. Det er almindeligt observeret, at kulstofaflejring kan føre til alvorlig katalysatordeaktivering. Mens der er få rapporter om elektrokemisk kulstofdeposition inden for CO2 RR, som hindrer forbedringen af Cu-baserede katalysatorer.
Baseret på dette brugte forskerne in-situ spektroskopiteknikker og sporanalyseteknikker til at bekræfte, at produktion og dækning af kulstofaflejring på polykrystallinsk Cu-folie under CO2 RR er de direkte årsager til katalysatordeaktivering, hvilket tydeliggør den iboende sammenhæng mellem kulstofaflejring og anvendt potentiale.
Elektrokemisk kulstofaflejring eksisterer i en tynd filmlignende form, der belægger overfladen af katalysatorpartikler med en struktur og sammensætning svarende til amorft kulstof. Denne type kulstof havde dårlig ledningsevne og masseoverførselsevne, hvilket forhindrede overførslen af reaktionsgasser og mellemprodukter under CO2 RR.
Baseret på en række kontrollerede eksperimentelle resultater belyst forskerne mekanismen bag kulstofaflejring:under CO2 RR, nøglemellemproduktet *CO kombineres med protoner for at danne *COH-mellemprodukter, som yderligere kombineres med protoner og derefter dehydrerer for at danne adsorberet *C. Adsorberet *C, som et generelt mellemprodukt, kan enten fortsætte med *CH ved hydrogenering for at generere CH4 eller direkte desorberer for at danne det aflejrede kulstof.
Forskerholdet blev ledet af professor Gao Minrui fra Hefei National Laboratory for Physical Sciences at the Microscale ved University of Science and Technology of China (USTC).
Flere oplysninger: Jing-Wen DuanMu et al., Investigation and Mitigation of Carbon Deposition over Copper Catalyst during Electrochemical CO2 Reduction, Precision Chemistry (2024). DOI:10.1021/prechem.4c00002
Leveret af University of Science and Technology i Kina
Sidste artikelForskerhold fremstiller hydroxylamin fra luft og vand
Næste artikelBiprodukt af sojabiodiesel kan forbedre 3D-printindustrien
Varme artikler
-
Ny tilgang bestemmer optimale materialedesign med minimale dataKredit:Northwestern University Northwestern University-forskere har udviklet en ny beregningsmæssig tilgang til at accelerere designet af materialer, der udviser metal-isolator overgange (MIT), en -
Designer polymerer efter behovKredit:American Chemical Society Når juvelerer laver en halskæde, de styrer rækkefølgen og antallet af hver perle eller juvel, de bruger til at danne et ønsket mønster. Det har været udfordrende f -
Ser tidligere uset glasskader på nano-niveauMed hyperspektral nærfelt optisk kortlægning, en infrarød lysstråle kan afsløre ufuldkommenheder på nano-niveau og skader, der svækker glasprøven. Kredit:Elizabeth Flores-Gomez Murray, Penn State MR -
Kalium giver perovskit-baserede solceller et effektivitetsløftAtomisk skala billede af perovskit krystal struktur dannelse (selvsamlende). Kaliumionerne (i rødt) dekorerer overfladerne af strukturerne for at helbrede defekter og immobiliserer de overskydende hal
- Europas brændende sommer:et klimarealitetstjek?
- Sådan Nummer Human Ribs
- Blue Steel Vs. High Carbon Steel
- Som et vandfald:dødelige italienske storme sætter gang i klimadebatten
- Storbritannien opfordrer til at standse fracking efter regeringens U-drejning
- Graphene og halvlederteknologi sammen:Mindre, billigere, bedre