【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：双十一重磅加码，高至30%预存增值！将CO2电催化转化为有价值的C2+燃料和化学品，如乙烯，乙酸盐，乙醇和正丙醇，由于其具有减少CO2排放和利用可再生电力生产有价值产品的潜力，因此具有重大的前景。获得对特定C2+产物的高选择性对于CO2电解的商业可行性是必不可少的。铜(Cu)可以有效地将CO2转化为特定的C2+产物，尤其是乙烯和乙醇。尽管如此，乙醇和乙烯的生成途径共享共同的中间体，在选择性地生产一种产品方面提出了挑战。通过修饰Cu位点实现高度选择性的产物生成，涉及电荷和构象复杂性，仍然是一项艰巨的任务。并且，额外引入的元素的确切作用仍未确定，它们是否起到共催化位点、电荷调节剂或晶相稳定剂的作用?近日，南昌大学王红明课题组以Ni单原子催化剂(Ni-SAC)作为CO吸附位点，合成了一系列不同掺硼水平的串联催化剂(B-O-Cux@Ni-SAC)。一系列系统的表征结果显示，较低的B含量会导致催化剂表面的B富集，形成原子分散的中心；相反地，较高的B含量导致B掺入到Cu本体中，形成Cu合金相。这种B含量的变化显著影响B-O-Cux催化剂对乙烯和乙醇产品的选择性。通过调节Ni-SAC与B-O-Cux的质量比，调节了CO的局部浓度，从而抑制了析氢反应(HER)，增强了产物的转变。理论计算结果表明，表面B掺杂提供了额外的*CO吸附位点，促进了*CO氢偶联产生*HOCCOH，从而有利于乙烯途径。另外，在Cu晶格内B诱导的电荷和拉伸应变增强了表面的*CO覆盖，从而降低了耦合能垒并增强了乙醇的选择性。因此，在以0.5 M KHCO3作为电解质的流动池中，B-O-Cu2@Ni-SAC0.05催化剂在−1.2 VRHE下表现出最高的乙烯法拉第效率(FE=72%)，而B-O-Cu5@Ni-SAC0.2对乙醇的法拉第效率(FE)达到48%。此外，B-O-Cu2@Ni-SAC0.05催化剂能够在200 mA cm-2电流密度下连续运行超10小时。同时，采用脉冲电压法测定了B-O-Cu2@Ni-SAC0.05阳极电解液的稳定性(其中−1.2 VRHE为工作电压，−0.02 VRHE为再生电压)，结果表明，碳酸盐析出量减少，阳极电解液没有变化，说明碳酸盐的产生是随后选择性和稳定性降低的关键因素。综上，该项研究强调了在Cu基催化剂中的元素掺杂不仅改变了Cu中心的电荷和晶相排列，而且为偶联反应提供了额外的还原中心，使得有效合成不同的C2+产物成为可能。Enhancing CO2 electroreduction precision to ethylene and ethanol: the role of additional boron catalytic sites in Cu-based tandem catalysts. Advanced Science, 2024. DOI: 10.1002/advs.202410118 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💖
