El CO2 electroquímico reacción de reducción (CO2 RR) en combustibles basados en carbono proporciona una estrategia prometedora para mitigar el CO2 emisiones y promueve la utilización de energías renovables.
El Cn (n≥2) los productos líquidos son deseables debido a sus altas densidades de energía y facilidad de almacenamiento. Sin embargo, la manipulación de la vía de acoplamiento C-C sigue siendo un desafío debido a la limitada comprensión mecanicista.
Recientemente, un grupo de investigación liderado por los Profs. Zhang Tao y Huang Yanqiang del Instituto Dalian de Física Química (DICP) de la Academia China de Ciencias (CAS) han desarrollado un electrocatalizador en tándem basado en Sn (SnS2 @Sn1 -O3G), que podría producir etanol de forma reproducible con una eficiencia faradaica de hasta el 82,5 % a -0,9 VRHE y una densidad de corriente geométrica de 17,8 mA/cm 2 .
El estudio fue publicado en Nature Energy el 30 de octubre.
Los investigadores fabricaron el SnS2 @Sn1 -O3G mediante reacción solvotérmica de SnBr2 y tiourea sobre una espuma de carbono tridimensional. El electrocatalizador estaba compuesto por SnS2 nanohojas y átomos de Sn atómicamente dispersos (Sn1 -O3G).
El estudio mecanicista demostró que este Sn1 -O3G podría adsorber respectivamente los intermediarios *CHO y *CO(OH), promoviendo así la formación de enlaces C-C a través de una vía de acoplamiento sin precedentes entre formil-bicarbonato.
Además, utilizando reactivos marcados isotópicamente, los investigadores rastrearon la ruta de los átomos de C en el C2 final. producto formado sobre el catalizador de Sn1 -O3G. Este análisis sugirió que el C de metilo en el producto proviene del ácido fórmico, mientras que el C de metileno proviene del CO2. .
"Nuestro estudio proporciona una plataforma alternativa para la formación de enlaces C-C para la síntesis de etanol y ofrece una estrategia para manipular el CO2 vías de reducción hacia los productos deseados", afirmó el profesor Huang.
Más información: Jie Ding et al, Un electrocatalizador en tándem a base de estaño para la reducción de CO2 a etanol con una selectividad del 80 %, Nature Energy (2023). DOI:10.1038/s41560-023-01389-3
Información de la revista: Energía de la naturaleza
Proporcionado por la Academia China de Ciencias
