Esta estructura de cobre jerárquica dota al electrodo de reducción de CO2 con suficiente hidrofobicidad para construir un límite robusto de triple fase gas-líquido-sólido. Crédito:NIU Zhuangzhuang et al.
La electrorreducción de dióxido de carbono (CO 2 ) para producir compuestos multicarbonos de valor agregado es una forma eficaz de reducir el CO 2 emisión. Sin embargo, la baja solubilidad del CO 2 limita en gran medida la aplicación de tecnología relacionada.
Aunque el electrodo de difusión de gas (GDE) puede acelerar la velocidad de reacción, la inestabilidad de los catalizadores causada por la inundación de electrolitos dificulta la reacción posterior.
Recientemente, inspirado en las hojas hidrofóbicas de setaria, El equipo del Prof. Gao Minrui de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China desarrolló un catalizador de Cu compuesto por agujas afiladas que posee un alto nivel de hidrofobicidad y estabilidad.
El estudio fue publicado en Revista de la Sociedad Química Estadounidense .
La naturaleza nunca ha dejado de ser una fuente de inspiración para los científicos. Esta vez, Los científicos recurrieron a las hojas en forma de aguja de setaria para mejorar la hidrofobicidad del catalizador en la reacción de reducción de dióxido de carbono (CO 2 RR).
Imitaron las estructuras afiladas de las agujas de Cu para ensamblarlas en arquitecturas jerárquicas. Tales arquitecturas, evitando efectivamente que se moje al igual que lo hacen las hojas de la setaria, Permitir que la interfaz electrodo-electrolito atrape más CO 2 así como ayudar a construir un límite sólido de tres fases gas-líquido-sólido que mitiga las inundaciones.
Comparado con las partículas de Cu, las dendritas tienen ventajas que van desde la estabilidad hasta la productividad.
La hidrofobicidad predominante debido a su estructura jerárquica no se desvanece apreciablemente después de 10 min de operación electroquímica. En circunstancias aún más duras, como bajo una densidad de corriente constante de 300 mA cm -2 durante 10 h, la selectividad del catalizador permanece aproximadamente igual con una ligera pérdida.
El electrodo de Cu jerárquico atrapará CO 2 una vez que llegan a la superficie del electrodo, bastante similar a la setaria, haciendo transferencia de masa y acumulación de CO 2 posible en uso práctico.
Es más, la selectividad del catalizador jerárquico de Cu supera a las partículas de Cu. Las dendritas de Cu pueden generar el producto de destino, C 2+ , en un rango de potenciales aplicados entre -0.53 y -0.68V con una C abrumadoramente más notable 2+ :C 1+ selectividad de 15,4 a -0,68 V sobre partículas de Cu.
"El catalizador de Cu jerárquico bioinspirado mitiga eficazmente la inundación de electrolitos gracias a su notable hidrofobicidad y mejora en gran medida la productividad del CO 2 RR, "dijo el profesor Gao.
