Forskere forbedrer effektiviteten i kuldioxidelektroreduktion

Forskere fra Institute of Process Engineering (IPE) ved det kinesiske videnskabsakademi og Yanshan University har foreslået en strategi til at øge CO-faradaisk effektivitet i elektrokatalytisk CO₂ reduktionsreaktion (eCO₂ RR), en attraktiv mulighed for at imødegå alvorlige klimaproblemer og producere værditilvækst kemisk råvare via kobling med vedvarende energi. Strategien er lovende med hensyn til at producere CO via eCO₂ RR ved omgivende forhold.

Undersøgelsen blev offentliggjort i Advanced Functional Materials den 30. august.

Blandt det store udvalg af produkter, såsom format, CO, CH₄ , C₂ H₄ , C₂ H₅ OH og CH₃ OH, omregnet fra eCO₂ RR, CO er af særlig betydning.

Desværre, selvom eCO₂ RR til CO har fordelen ved at blive udført ved omgivende temperatur og tryk, det lider af lav faradaisk effektivitet på grund af mere negativt potentiale end teoretisk værdi, dvs. overpotentiale, hvor hydrogenudviklingsreaktionen (HER) er kinetisk foretrukket.

"Nøglespørgsmålet i forhold til ovennævnte udfordring er at designe og udvikle effektive elektrokatalysatorer, der er mere gunstige til at katalysere eCO₂ RR i stedet for HENDE," sagde prof. Yang Jun fra IPE, tilsvarende forfatter til undersøgelsen.

Teoretiske beregninger validerede, at ensemblestederne bestående af Ag- og Pd-atomer kunne fremme eCO₂ RR ved enten at svække CO-adsorptionen eller øge COOH-adsorptionen. Baseret på dette rapporterede forskerne en strategi om at producere AgPd-legering nanopartikler med fine størrelser for at synergi ensembleeffekten og størrelsesudnyttelsen, hvilket opnår høj CO faradaisk effektivitet på op til 98,9 % i eCO₂ RR med tilfredsstillende holdbarhed.

"Dette arbejde fremhæver skræddersyet af aktive steder via atomare ensembler, som giver en praktisk metode til rationelt at designe avancerede elektrokatalysatorer hen imod højeffektiv eCO₂ RR," sagde prof. Yang.

Flere oplysninger: Qing Zeng et al., Fine AgPd nanolegeringer opnår størrelse og ensemblesynergi for højeffektiv CO2 til CO-elektroreduktion, avancerede funktionelle materialer (2023). DOI:10.1002/adfm.202307444

Journaloplysninger: Avancerede funktionelle materialer

Leveret af Chinese Academy of Sciences