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胺化策略提高了二氧化碳电催化还原的效率

人工智能 2021-02-22 14:17:52

由可再生电力驱动的二氧化碳(CO 2)电催化还原可以解决过量的CO 2排放问题。由于CO 2是热力学稳定的,因此需要有效的催化剂来减少过程中的能耗。

固定在氮掺杂碳载体(MN / C)上的单原子催化剂由于其高的原子利用效率而被广泛用于CO 2电催化还原反应。

最近,由中国科学院青岛生物能源与生物过程技术研究所(QIBEBT)的刘立成教授领导的研究小组提出了一种两步胺化策略来调节MN / C催化剂的电子结构( M = Ni,Fe,Zn)并增强CO 2电催化还原的固有活性。

在该策略中,通过在NH 3中与尿素退火,浸渍和在氨水中的水热反应使MN 4 / C胺化,以合成最终的MN 4 / C-NH 2催化剂。

尽管MN / C催化剂被广泛使用,但它们显示出较差的反应电流密度,这比工业水平的电流密度差得多。

在这项研究中,研究人员使用气体扩散电极在流式电解槽中创建反应性三相界面,以将用于生产CO的电流密度提高到工业应用水平。

胺化的镍单原子催化剂显示出显着的电流密度> 400 mA cm -2,法拉第生产二氧化碳的效率接近90%,是胺化之前的1.8倍。

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