Tandem enkeltatom elektrokatalysator realiserer reduktion af CO2 til ethanol
Det elektrokemiske CO2 reduktionsreaktion (CO2 RR) til kulstofbaserede brændstoffer giver en lovende strategi til at mindske CO2 emission og fremmer udnyttelsen af vedvarende energi.
Cn (n≥2) flydende produkter er ønskelige på grund af deres høje energitætheder og lette opbevaring. Imidlertid er manipulation af C-C koblingsvej stadig en udfordring på grund af den begrænsede mekanistiske forståelse.
For nylig har en forskergruppe ledet af Profs. Zhang Tao og Huang Yanqiang fra Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) ved det kinesiske videnskabsakademi (CAS) har udviklet en Sn-baseret tandemelektrokatalysator (SnS2 @Sn1 -O3G), som reproducerbart kunne give ethanol med en Faradaic effektivitet på op til 82,5 % ved -0,9 VRHE og en geometrisk strømtæthed på 17,8 mA/cm 2 .
Undersøgelsen blev offentliggjort i Nature Energy den 30. oktober.
Forskerne fremstillede SnS2 @Sn1 -O3G gennem solvotermisk reaktion af SnBr2 og thiourinstof på et tredimensionelt carbonskum. Elektrokatalysatoren omfattede SnS2 nanoark og atomisk dispergerede Sn-atomer (Sn1 -O3G).
Mekanistisk undersøgelse viste, at denne Sn1 -O3G kunne adsorbere henholdsvis *CHO- og *CO(OH)-mellemprodukter og fremmer derfor C-C-bindingsdannelse gennem en hidtil uset formyl-bicarbonat-koblingsvej.
Ved at bruge isotopmærkede reaktanter sporede forskerne desuden C-atomernes vej i det endelige C2 produkt dannet over katalysatoren af Sn1 -O3G. Denne analyse antydede, at methyl C i produktet kommer fra myresyre, mens methylen C var fra CO2 .
"Vores undersøgelse giver en alternativ platform for C-C-bindingsdannelse til ethanolsyntese og tilbyder en strategi til at manipulere CO2 reduktionsveje mod ønskede produkter," sagde prof. Huang.
Flere oplysninger: Jie Ding et al., En tinbaseret tandemelektrokatalysator til CO2-reduktion til ethanol med 80 % selektivitet, Nature Energy (2023). DOI:10.1038/s41560-023-01389-3
Journaloplysninger: Naturenergi
Leveret af Chinese Academy of Sciences
Varme artikler
-
Udnyttelse af strukturen af bakterielle værtscellereceptorer til at påvise cancerKrystalstruktur af en streptococcus SLBR (Hsa) binding med høj affinitet til værtscellens glycanreceptor (sTa). Variation i sekvens og struktur af de mærkede SLBR-proteinsløjfer (CD, EF og FG) forudsi -
To-fugle-en-sten-strategien viser lovende i RNA-gentagende ekspansionssygdommeAlicia Angelbello og Matthew Disney, PhD, i Disney-laboratoriet på Scripps Researchs Jupiter, Florida, universitetsområde. Kredit:Scripps Research Institute En ny strategi til behandling af en ræk -
Uklonbart tag bekæmper falskmøntnereKredit:American Chemical Society At opdage, at din nye designer håndtaske eller guldur er falsk er dyrt og irriterende, og forfalsket medicinsk udstyr eller medicin kan have endnu mere alvorlige k -
Fiksering af pulverkatalysatorer på elektroderDen nye metode udviklet af Corina Andronescu (i midten) og Stefan Barwe (til venstre for hende) sammen med deres kolleger, er potentielt interessant for den elektrokemiske brintproduktion. Kredit:RUB,
- Hvordan de gamle budbringere cAMP og cGMP leverer deres budskaber
- Hvordan flamingoer påvirker filtrering af organisk stof i saltholdige vådområder
- Stigende havtemperaturer kan true atlantisk lakseproduktion
- En tredje La Niña i træk er sandsynligvis - her er, hvordan du og din familie kan forberede dig
- Brasiliansk naturbrandforurening forværrer luftkvaliteten i fjerne byer
- Hvordan man laver en vejrstation Model