Diagrama esquemático de la preparación de Mn SAC y mecanismo de CO electroquímico 2 reducción. Crédito:FENG jiaqi
CO electroquímico 2 reacción de reducción (CO 2 RR) es un enfoque prometedor para convertir CO 2 en productos químicos útiles.
Un equipo de investigación dirigido por el profesor Zhang Suojiang del Instituto de Ingeniería de Procesos (IPE) de la Academia de Ciencias de China preparó un catalizador de un solo átomo (SAC) de manganeso (Mn) con Mn-N 3 sitio apoyado por graphitic C 3 norte 4 , que exhibió un rendimiento eficiente de CO 2 electrorreducción.
Este trabajo fue publicado en Comunicaciones de la naturaleza el 28 de agosto.
Es un gran desafío obtener una alta eficiencia faradaica (FE) y una alta densidad de corriente simultáneamente mediante catalizadores baratos para CO 2 RR.
El catalizador preparado exhibió un CO FE máximo de 98,8% con 14,0 mA cm -2 Densidad de corriente de CO ( j CO ) a sobrepotencial de 0,44 V en KHCO 3 electrólito, superando a todos los Mn SAC informados.
Es más, una mayor j CO valor de 29,7 mA cm -2 se obtuvo a un sobrepotencial de 0,62 V, cuando se utilizó líquido iónico como electrolito.
La espectroscopia de absorción de rayos X y la microscopía electrónica de transmisión de barrido de campo oscuro anular de ángulo alto confirmaron Mn disperso atómicamente en el catalizador, y el análisis de mejor ajuste indicó que el átomo de Mn aislado estaba coordinado tres veces por átomos de N.
"Los espectros de absorción de rayos X in situ y los cálculos de la teoría funcional de la densidad demostraron que el notable rendimiento del catalizador se atribuyó al Mn-N 3 sitio, lo que facilitó la formación del COOH intermedio clave a través de una barrera de energía libre reducida, ", dijo el profesor Zhang Suojiang.
Este trabajo muestra que el CO 2 La actividad RR de los catalizadores basados en Mn se puede mejorar mediante un entorno coordinado cambiante.
"Proporciona una base científica importante y la viabilidad del CO electroquímico de bajo costo y alta eficiencia. 2 reducción a productos químicos útiles, "dijo el profesor Zhang Xiangping, un coautor correspondiente del artículo.
