La CO2 elettrochimica reazione di riduzione (CO2 RR) nei combustibili a base di carbonio fornisce una strategia promettente per mitigare la CO2 emissioni e promuove l'utilizzo delle energie rinnovabili.
Il Cn (n≥2) i prodotti liquidi sono desiderabili a causa della loro elevata densità di energia e della facilità di stoccaggio. Tuttavia, la manipolazione del percorso di accoppiamento C–C rimane una sfida a causa della limitata comprensione dei meccanismi.
Recentemente, un gruppo di ricerca guidato dai Proff. Zhang Tao e Huang Yanqiang del Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) dell'Accademia cinese delle scienze (CAS) hanno sviluppato un elettrocatalizzatore tandem a base di Sn (SnS2 @Sn1 -O3G), che potrebbe produrre in modo riproducibile etanolo con un'efficienza faradaica fino all'82,5% a -0,9 VRHE e una densità di corrente geometrica di 17,8 mA/cm 2 .
Lo studio è stato pubblicato su Nature Energy il 30 ottobre.
I ricercatori hanno fabbricato il SnS2 @Sn1 -O3G attraverso la reazione solvotermica di SnBr2 e tiourea su una schiuma di carbonio tridimensionale. L'elettrocatalizzatore comprendeva SnS2 nanofogli e atomi di Sn dispersi atomicamente (Sn1 -O3G).
Lo studio meccanicistico ha dimostrato che questo Sn1 -O3G potrebbe adsorbire rispettivamente gli intermedi *CHO e *CO(OH), promuovendo quindi la formazione di legami C–C attraverso un percorso di accoppiamento formil-bicarbonato senza precedenti.
Inoltre, utilizzando reagenti marcati isotopicamente, i ricercatori hanno tracciato il percorso degli atomi di C nel C2 finale prodotto formato sul catalizzatore di Sn1 -O3G. Questa analisi ha suggerito che il metile C nel prodotto proviene dall'acido formico mentre il metilene C proveniva da CO2 .
"Il nostro studio fornisce una piattaforma alternativa per la formazione di legami C–C per la sintesi dell'etanolo e offre una strategia per manipolare la CO2 percorsi di riduzione verso i prodotti desiderati", ha affermato il Prof. Huang.
Ulteriori informazioni: Jie Ding et al, Un elettrocatalizzatore tandem a base di stagno per la riduzione della CO2 in etanolo con selettività dell'80%, Nature Energy (2023). DOI:10.1038/s41560-023-01389-3
Informazioni sul giornale: Energia della Natura
Fornito dall'Accademia cinese delle scienze
