Un gruppo di ricerca guidato dal Prof. Xiao Jianping del Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) dell'Accademia cinese delle scienze (CAS) e i suoi collaboratori hanno sintetizzato un catalizzatore di Cu in lega di Pb a singolo atomo (Pb ₁ Cu), che ha mostrato un'elevata attività per la CO . elettrochimica ₂ reazione di riduzione (CO ₂ RR) con una selettività del 96% a formare e stabilità fino a 180 ha 100 mA cm ^-2 .

Questo studio è stato pubblicato in Nanotecnologia della natura il 16 settembre.

I ricercatori hanno segnalato un percorso multiplo per la CO ₂ riduzione a formate, vale a dire i percorsi di reazione attraverso gli intermedi COOH* e HCOO*. Il diagramma di fase della reazione è stato costruito sulla base dell'approccio di "ottimizzazione globale dell'energia", descrivendo l'andamento dell'attività per la CO ₂ RR da formare. È stato ottenuto un trend di attività a doppio picco grazie alla considerazione del multi-path.

Hanno scoperto che Cu preferiva il percorso COOH*, con conseguente produzione di idrocarburi e ossigenati, che mostrano selettività e attività limitate verso un prodotto specifico. Però, Pb ₁ Cu ha preferito il percorso HCOO*. L'energia di legame ottimale di HCOO* in Pb ₁ Cu ha rivelato un'elevata attività o selettività per la formazione tramite CO ₂ RR. L'accordo tra l'andamento dell'attività sperimentale e quello teorico conferma l'affidabilità del meccanismo multi-path.

Il sito Cu sul Pb ₁ Cu passo superficie, piuttosto che il sito di Pb a singolo atomo, ha mostrato la CO . più alta ₂ Attività di RR verso la produzione di formiati esclusivi. Anche il diagramma ad energia libera con le barriere elettrochimiche calcolate conferma la selettività al formiato.

"Il 'doppio picco' descrive un trend di attività più accurato per la CO ₂ RR, fornendo una visione significativa per la progettazione del catalizzatore, " ha detto il prof. Xiao.