【做计算 找华算】理论计算助攻顶刊，50000+成功案例，全职海归技术团队、正版商业软件版权！经费预存选华算科技：年终重磅加码，高至30%预存增值！随着流动池和膜电极组体的日益普及，电催化乙炔加氢制乙烯的研究备受关注。目前报道了多种金属基电催化剂，包括Ag、Co、Ni、和Cu具有不同的性能和效率。其中，Cu基催化剂具有成本低、可用性广、催化活性好等优点，被认为是优良的电催化剂。实验研究和理论研究结合表明，Cu纳米颗粒(Cu NP)的(111)和(100)面表现出较高的活性和效率，这可归因于它们对乙炔的强吸附能力，HER的高能垒，以及对乙炔过氢化反应的抗性。但是，在应用电位不够负或氢源可用性有限的情况下由于1,3-丁二烯的竞争性形成，在实现最佳乙烯选择性方面仍然存在挑战。因此，迫切需要开发一种有效的催化剂设计策略，有效地平衡对HER的抑制和对质子化过程的增强。近日，浙江大学杨彬和西北工业大学张健等采用直接研磨的方法，将Cu NP与FeNC材料相结合，成功合成了一种Cu NP/FeNC复合催化剂，其在电催化乙炔半加氢制乙烯过程中表现出显著的性能。实验结果和理论计算表明，在反应过程中，FeNC位点加速水的解离，并且产生的质子连续转移到Cu NP表面，其中吸附的乙炔与适量的质子反应实现乙炔半加氢成乙烯，同时减少副产物如1,3-丁二烯或氢气的产生。还有就是，FeNC的引入削弱了*C2H4在Cu(111)上的结合能，进一步促进了*C2H4的放热解吸过程，从而改变了决速步的能垒，加速反应动力学。性能测试结果显示，最优的Cu NP/FeNC-10上乙烯生产的法拉第效率在从120到240 mA cm-2电流密度范围内保持在90%以上，并且在200 mA cm-2时达到92.6%的最大值；同时，该催化剂在150 mA cm-2下连续电解10小时过程中，乙烯的法拉第效率一直保持在90%以上，证实Cu NP/FeNC-10具有优异的稳定性。此外，以Cu NP/FeNC-10阴极组装的Zn-C2H2电池，在放电过程中4.8 mA cm-2处的功率密度为2.16 mW cm-2，乙烯的法拉第效率超过90%，显示出其在能量转换和储存方面的应用潜力。总的来说，该项工作介绍了一种简单的乙烯选择性合成复合催化剂的制备方法，扩大了Cu基FeNC材料在各种电催化加氢反应中的应用范围。Highly efficient and selective electrocatalytic semihydrogenation of acetylene to ethylene via continuous proton feeding and accelerated transfer on Cu NP/FeNC composite. Advanced Functional Materials, 2024. DOI: 10.1002/adfm.202415384【做计算 找华算】🏅 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。 👏👏👏👉 点击阅读原文加我，探索更多优惠💖
