苏大王昱沆/惠静姝&西交苏亚琼，新发Nature子刊！
学术
2024-11-17 08:30
河南
二氧化碳（CO2）电还原是化学工业实现净零排放的潜在途径，但是碳酸氢盐形成导致的CO2损失使得该过程能耗高。酸性环境可以解决这个问题，但代价是牺牲产物的法拉第效率 (FE)，特别是对于多碳 (C2+) 产物，因为质子 (H+) 的快速扩散和迁移有利于产生H2和CO。2024年11月9日，苏州大学王昱沆教授、惠静姝副教授、西安交通大学苏亚琼教授在国际顶级期刊Nature
Communications发表题为《Substituent tuning of Cu
coordination polymers enables carbon-efficient CO2 electroreduction to
multi-carbon products》的研究论文。在这里，作者提出了一种策略，即调整苯并咪唑 (BIM) 基铜 (Cu) 配位聚合物 （CuCP）预催化剂上2位取代基的长度，以增强在酸性环境中CO2还原为C2+产物。研究人员将取代基从H延长为壬基可增强H+扩散的延迟，并降低Cu-Cu配位数 （CNs），有利于CO的进一步还原。在电流密度为60 mA cm−2时，其对CO加氢和C-C偶联的选择性提高了近24倍。作者报告了戊基-CuCP在电流密度为260 mA cm-2时C2+产物的最高FE超过70%，并证明在零间隙电解槽中使用戊基-CuCP，在180 mA cm-2时CO2到C2+的单程转化率 （SPC）约为54%。
图4：使用TPE-MEA的pentyl-CuCP对CO2RR的性能
Deng, H., Liu, T., Zhao, W. et al. Substituent
tuning of Cu coordination polymers enables carbon-efficient CO2 electroreduction
to multi-carbon products. Nat. Commun. 15, 9706 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-54107-2.🏅 我们提供专业的第一性原理、分子动力学、生物模拟、量子化学、机器学习、有限元仿真等代算服务。🎯我们的理论计算服务，累计助力5️⃣0️⃣0️⃣0️⃣0️⃣➕篇科研成果，计算数据已发表在Nature & Science正刊及大子刊、JACS、Angew、PNAS、AM系列等国际顶刊。 👏👏👏
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