专栏名称: 催化计
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Nat. Commun.:掺杂,实现超越贵金属的Cu电催化CO2还原

催化计  · 公众号  ·  · 2024-07-19 16:53

正文

电催化讨论群-1: 529627044
使用可再生电能将 CO 2 还原为 CO 的过程能够提供一种多功能中间体用于合成多种多样的化学品和燃料。但是经济性的规模化 CO 2 还原为 CO 需要在选择性和催化活性之间权衡,因此需要人们发展和设计高效率催化剂解决权衡的局限性。
有鉴于此, 电子科技大学夏川教授、大连理工大学肖建平研究员等 报道 Cu 修饰单原子 Sb Pd 构筑的催化剂能够高效率的活化和转化 CO 2 制备 CO
本文要点
要点1. 设计的三元金属单原子合金催化剂( Cu 92 Sb 5 Pd 3 )在中性电解液电催化还原 CO 2 制备 CO 的反应中得到 100 % 的选择性,电流密度达到 -402 mA cm -2 ,电流密度达到 -1 A cm -2 ,性能超过了目前大多数报道的贵金属催化剂。催化剂在 -100 mA cm -2 电流密度能够长期稳定工作 528 h ,而且 CO 法拉第效率达到 95 %
要点2. 原位光谱表征和理论计算研究结果说明 Sb/Pd 单原子和 Cu 载体之间存在显著电荷重新分布,而且 Sb Pd 单原子能够协同的将 Cu 的电子结构发生移动,促进电催化生成 CO ,并且阻碍 HER 电催化反应。而且这些集体性的相互作用能够稳定催化剂。
这些研究结果说明 Sb/Pd 掺杂 Cu 金属能够在温和反应条件进行 CO 2 电解,这有助于解决大规模 CO 2 还原制备 CO 的贵金属需求。
Xue, J., Dong, X., Liu, C.et al. Turning copper into an efficient and stable CO evolution catalyst beyond noble metals. Nat Commun 15, 5998 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-024-50436-4
https://www.nature.com/articles/s41467-024-50436-4
电催化讨论群-1: 529627044

光催化群-2: 927909706

均相催化与酶催化群-2: 929342001

纳米催化群-1: 256363607

多孔材料群-2: 813094255
理论计算群-2: 863569400






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