Los investigadores revelan un mecanismo de múltiples rutas en la reducción electroquímica de CO2. Crédito:DICP
Un grupo de investigación dirigido por el profesor Xiao Jianping del Instituto de Física Química de Dalian (DICP) de la Academia China de Ciencias (CAS) y sus colaboradores sintetizaron un catalizador de Cu de aleación de Pb de un solo átomo (Pb 1 Cu), que mostró alta actividad para el CO electroquímico 2 reacción de reducción (CO 2 RR) con una selectividad del 96% para formatear y una estabilidad de hasta 180 ha 100 mA cm -2 .
Este estudio fue publicado en Nanotecnología de la naturaleza el 16 de septiembre.
Los investigadores informaron de múltiples rutas para CO 2 reducción a formato, a saber, las rutas de reacción a través de los intermedios COOH * y HCOO *. El diagrama de fase de reacción se elaboró según el enfoque de "optimización global de la energía", describiendo la tendencia de la actividad del CO 2 RR para formatear. Se obtuvo una tendencia de actividad de doble pico debido a la consideración de la ruta múltiple.
Descubrieron que Cu prefería la ruta COOH *, dando lugar a la producción de hidrocarburos y oxigenados, que exhiben selectividad y actividad limitadas hacia un producto específico. Sin embargo, Pb 1 Cu prefirió la ruta HCOO *. La energía de enlace óptima de HCOO * en Pb 1 Cu reveló alta actividad o selectividad para el formato a través de CO 2 RR. La concordancia entre la tendencia de actividad experimental y teórica confirma la confiabilidad del mecanismo de múltiples rutas.
El sitio de Cu en el Pb 1 Superficie de paso de Cu, en lugar del sitio Pb de un solo átomo, mostró el CO más alto 2 Actividad de RR hacia la producción exclusiva de formiatos. El diagrama de energía libre con las barreras electroquímicas calculadas también confirma la selectividad del formiato.
"El 'doble pico' describe una tendencia de actividad más precisa para el CO 2 RR, proporcionando una perspectiva significativa para el diseño de catalizadores, "dijo el profesor Xiao.
