Adv. Funct. Mater.:增强 Cu 量子点上局部 CO 覆盖率,促进 CO2 电催化还原为乙烯

文摘   2024-11-04 08:43   中国香港  

一、研究背景

通过电催化 CO2 还原过程电合成乙烯(C2H4)在工业生产中有着巨大的潜在应用。然而,C─C 偶联动力学缓慢往往导致 C2H4 产量低且选择性差。

二、主要创新点和结论

1. 本文研究了通过低温介导液相剥离技术制备的不同尺寸的 Cu 催化剂用于电化学还原 CO2 为 C2H4 的性能。随着 Cu 催化剂的尺寸从几十纳米减小到几纳米,C2H4 的活性和选择性逐渐增加。

2. 令人印象深刻的是,与可逆氢电极相比,5 纳米 Cu 量子点(Cu-5)实现了 81.5% 的最大 C2H4 法拉第效率 (FE) 和 42.2% 的半电池阴极能量效率 (CEE),在 −0.93 V 时具有 1.1 A cm−2 的大分电流密度。

3. 结构表征和原位光谱分析表明,以(100)面为主的Cu-5量子点提供了丰富的活性位点,增强了CO2的吸附和活化,促进了*CO中间体的形成。*CO中间体在Cu活性位点上的积累促进了CO-CHO偶联反应,从而提高了C2H4的生成速率。

三、文献信息

Y. Wang, J. Wang, R. Cai, J. Zhang, S. Xia, Z. Li, C. Yu, J. Wu, P. Wang, Y. Wu, 

Enhanced Local CO Coverage on Cu Quantum Dots for Boosting Electrocatalytic CO2 Reduction to Ethylene. 

Adv. Funct. Mater. 2024, 2417764. 

https://doi.org/10.1002/adfm.202417764

电合成与电催化
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