Schema schematico della preparazione del Mn SAC e meccanismo della CO . elettrochimica 2 riduzione. Attestazione:FENG jiaqi
CO . elettrochimica 2 reazione di riduzione (CO 2 RR) è un approccio promettente per convertire la CO 2 in sostanze chimiche utili.
Un gruppo di ricerca guidato dal Prof. Zhang Suojiang dell'Institute of Process Engineering (IPE) dell'Accademia cinese delle scienze ha preparato un catalizzatore a singolo atomo (SAC) di manganese (Mn) con Mn-N 3 sito supportato da grafitico C 3 n 4 , che ha mostrato prestazioni efficienti di CO 2 elettroriduzione.
Questo lavoro è stato pubblicato in Comunicazioni sulla natura il 28 agosto.
È una grande sfida ottenere contemporaneamente un'elevata efficienza faradaica (FE) e un'elevata densità di corrente mediante catalizzatori economici per la CO 2 RR.
Il catalizzatore preparato ha mostrato una CO FE massima del 98,8% con 14,0 mA cm -2 Densità di corrente di CO ( J CO ) a sovratensione di 0,44 V in KHCO 3 elettrolita, sovraperformando tutti i Mn SAC segnalati.
Inoltre, un più alto J CO valore di 29,7 mA cm -2 è stato ottenuto a un sovrapotenziale di 0,62 V, quando il liquido ionico veniva usato come elettrolita.
La spettroscopia di assorbimento dei raggi X e la microscopia elettronica a trasmissione a scansione di campo oscuro anulare ad alto angolo hanno confermato Mn atomicamente disperso nel catalizzatore, e l'analisi più adatta indicava che l'atomo di Mn isolato era tre volte coordinato da atomi di N.
"Gli spettri di assorbimento dei raggi X in situ e i calcoli della teoria del funzionale della densità hanno dimostrato che le notevoli prestazioni del catalizzatore sono state attribuite al Mn-N 3 posto, che ha facilitato la formazione del COOH intermedio chiave attraverso una barriera di energia libera abbassata, " ha detto il prof. Zhang Suojiang.
Questo lavoro mostra che la CO 2 L'attività RR dei catalizzatori a base di Mn può essere potenziata attraverso il cambiamento dell'ambiente coordinato.
"Fornisce un'importante base scientifica e fattibilità per CO . elettrochimica a basso costo e ad alta efficienza 2 riduzione a sostanze chimiche utili, " ha detto il prof. Zhang Xiangping, un autore corrispondente dell'articolo.
