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中科院福建物构所单原子催化剂高效电催化CO2研究项目有重大突破
2019-09-26作者:浏览次数:13  来源:中国科学院
近些年,因为传统式电力能源的很多应用造成空气中CO2的浓度值大幅度提升,造成全球变暖和自然环境气侯恶变等难题,因而必须采取有效减少CO2的浓度值。将CO2转换为能用的化工品是废物利用的方式。运用可持续性电力能源造成的电开展电催化CO2转换具备柔和、环境保护等优势。殊不知现阶段依然存有着可选择性不高、过电位差高、电流强度小等缺陷必须摆脱,因而找寻适合的催化剂是重要。
单原子催化剂高效电催化CO2
中科院福建物构所单原子催化剂高效电催化CO2研究项目有重大突破
单原子催化剂具备较大的分子使用率,在许多催化反应速度中主要表现为高活性、高可选择性,殊不知不一样的单原子金属催化剂特异性有区别,缘故依然尚需确立。近期,中科院福建物质结构研究所、结构化学国家重点实验室曹荣和黄远标研究团队在科技部重点研发计划、基金委、中科院先导及前沿计划项目、中科院青促会优秀会员项目支持下,采用之前该团队制备多孔卟啉基三嗪框架材料稳定的单原子的方法(ACS Energy Lett., 2018, 3, 883?889;J. Mater. Chem. A, 2019, 7, 1252),制备了该载体稳定的Ni、Cu、Fe 和 Co等系列单原子催化剂,并系统地研究了其电催化还原二氧化碳的性能。相较于其他金属单原子催化剂,所制备的Ni单原子催化剂在较宽的电压测试范围内(-0.6 — -1.2 V vs. RHE),其产CO法拉第效率均高于90%,且在-0.8 V 时选择性接近 100%(98%),在-1.2 V 时,其 TOF 值高达 13462 h-1。计算表明Ni 和 Fe 催化剂的电化学电势要小于Co 和Cu 催化剂,所以Ni 和 Fe 催化剂表现为更高的活性;而Ni 催化剂对于 HER 的能垒比 CO2RR 的高,所以很好的抑制了氢气的产生,而Fe催化剂解吸 CO 的能垒较高,因此Ni 催化剂表现出高的 CO2RR 能力。
该工作中为设计方案生成高效率的单分子非贵重金属金属催化剂出示了新的构思,为发展趋势新的高效率电金属催化剂出示了关键参照。有关科学研究結果发布在中国化学会旗舰杂志CCS Chem。, 2019, 1, 384–395上
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