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科技工作者之家 2020-08-25
来源:材料人
【文章亮点】1、在GDE中,分离的Ag和Cu驱动串联电催化CO2生成C2+产物。2、1 M KOH中,Cu-Ag串联催化剂的C2+生产速率是纯Cu的4倍。3、Cu-Ag串联催化剂在CO-CO2混合气氛中比纯CORR有更高的活性。【背景介绍】如今,二氧化碳(CO2)电解是一种进行CO2回收和利用的有前景的技术,可为下游应用提供碳中性的化学原料。其中,铜(Cu)是唯一能够有效催化CO2转化为多碳产物(C2H4、C2H5OH等)的金属。但是,纯Cu表面上缓慢的C-C耦合动力学阻碍了其工业化。因此,研究人员探究多组分催化剂设计原理(合金形成、表面掺杂等)来提高含Cu催化剂的催化性能。近年来,由于在Ag和Au上具有良好的CO形成能力,基于Cu的双金属串联催化策略被用于CO2RR。然而,由于CO2的传质限制,其实用性仍存在问题。气体扩散电极(GDE)通过构建有效的三相界面可以消除缓慢的进料气体传输动力学问题。但是,在高速电解过程中,催化剂周围的微环境有很大不同。因此,为了在高速率电化学环境中建立解耦的电催化CO2-to-C2+模式,应在GDE流动池中评估串联平台的效果。【成果简介】近日,美国加州大学伯克利分校的杨培东院士(通讯作者)团队报道了一种在气体扩散电极(GDE)上的Cu-Ag串联催化剂来提高从CO2产生C2+的速率。其原理:先在Ag催化剂上将CO2还原为CO,随后在Cu上进行C-C偶联来合成C2+产物。对比在1 M KOH中的可逆氢电极(RHE),在-0.70 V时,添加Ag后,Cu表面上的C2+局部电流从37 mA/cm2增加到160 mA/cm2,且两种金属之间相互没有干扰。此外,在纯CO2或CO气氛下,Cu-Ag串联催化剂中固有的C2H4和C2H5OH活性明显高于纯Cu。研究结果表明,由Ag生成的富含CO的局部环境除了作为CO2或CO的供给,还可以增强Cu上C2+的形成,说明在三相串联环境中存在新的催化机理。研究成果以题为“Cu-Ag Tandem Catalysts for High-Rate CO2 Electrolysis toward Multicarbons”发布在国际著名期刊Joule上。来源:icailiaoren 材料人
原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5ODcyMzk0Mg==&mid=2651081355&idx=5&sn=2412d58fdd3e4af60e5e14f534a95e84&chksm=bd3682828a410b943be6e776288883703562800cfb2af92e3f5e9ade69b2a62469dc7afed197#rd
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