Fig. 1:Estudio morfológico de los catalizadores SFRuM. Imágenes del sistema de electrones secundarios (SE) in situ de SFRuM después de la reducción a 800 ° C durante ~ 15 min (a), después de la reducción a 800 ° C durante ~ 30 min (b), después de la reoxidación a 800 ° C durante ~ 30 min (c), y después de la reoxidación a 800 ° C durante ~ 40 min (d). Imágenes SE-STEM in situ de SFRuM O1 después de la reducción a 600 ° C durante ~ 10 min (e), después de la reducción a 800 ° C durante ~ 10 min (f), y después de la reducción a 800 ° C durante ~ 60 min (g). h Imagen ampliada de (g). Imágenes SE-STEM ex situ de SFRuM R1 (i), SFRuM R2 (j), y SFRuM R4 (k). l La distribución de la población y el tamaño de los NP metálicos se desarrolló después de diferentes manipulaciones redox. Crédito:DOI:10.1038 / s41467-021-26001-8
La celda de electrólisis de óxido sólido (SOEC) es prometedora en CO 2 conversión y almacenamiento de energía de electricidad limpia renovable. Puede convertir CO 2 y H 2 O simultáneamente en gas de síntesis o combustible de hidrocarburos en el cátodo, y producen O de alta pureza 2 en el ánodo.
Los óxidos de tipo perovskita tienen las ventajas de una excelente capacidad de dopaje, resistencia a la deposición de carbono y estabilidad redox. Sin embargo, la aplicación de electrodos de perovskita está limitada debido a una actividad electrocatalítica insuficiente.
Recientemente, investigadores dirigidos por el profesor WANG Guoxiong y el profesor BAO Xinhe del Instituto de Física Química de Dalian (DICP) de la Academia de Ciencias de China y sus colaboradores lograron CO eficiente y estable 2 electrólisis en SOEC. Descubrieron que las manipulaciones del ciclo redox promovían la disolución de interfaces de metal / perovskita de alta densidad, que mejoró el CO 2 Rendimiento y estabilidad de la electrólisis.
Este estudio fue publicado en Comunicaciones de la naturaleza el 27 de septiembre.
Los investigadores prepararon Sr dopado con Ru 2 Fe 1.4 Ru 0,1 Mes 0,5 O 6-δ (SFRuM) perovskita doble. Descubrieron que las repetidas manipulaciones redox promovían la disolución de nanopartículas de aleación de RuFe de 5900 μm -2 hasta 22680 μm -2 , donde el tamaño medio de partícula estaba entre 2,2 y 2,9 nm, regulando así la densidad de las interfaces RuFe @ SFRuM.
Combinado con microscopía electrónica de atmósfera in situ, mapas elementales y espectroscopia de pérdida de energía de electrones, revelaron el mecanismo de formación y regeneración de la interfaz RuFe @ SFRuM bajo atmósfera reductora y oxidante. "El enriquecimiento en especies de Ru en la superficie puede promover la disolución de interfaces RuFe @ SFRuM de alta densidad, "dijo el Prof. WANG.
Y lo que es más, microscopía electrónica de atmósfera in situ, La espectroscopia de impedancia electroquímica combinada con los cálculos de la teoría funcional de densidad confirmaron que la interfaz RuFe @ SFRuM promovía el CO 2 adsorción y activación. En comparación con el cátodo SFRuM, el cátodo RuFe @ SFRuM tuvo un aumento del 74,6 por ciento en la densidad de corriente para CO 2 electrólisis a 1,2 V y 800 ° C, y exhibió una alta estabilidad de CO 2 electrólisis durante 1000 h.
