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JACS:合金化策略,提高铜在CO2电还原中的稳定性

时间:2023-03-02 来源: 浏览:

JACS:合金化策略,提高铜在CO2电还原中的稳定性

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铜纳米催化剂是驱动电化学 CO 2 还原反应( CO 2 RR )的催化剂之一。然而,这种催化剂在操作期间的稳定性较差,因此,改善催化剂性能的这一方面仍极具挑战性。

近日, 洛桑联邦理工学院 Raffaella Buonsanti 报道了 提高铜纳米催化剂在电化学 CO 2 还原反应中稳定性的合金化策略。

本文要点
要点1.  作者合成了结构可调谐的 CuGa 纳米颗粒( NP ),并证明了 Cu Ga 的合金化可以显著提高纳米催化剂的稳定性。作者发现含有 17at.%Ga CuGa NP 20 小时内保留了其大部分 CO 2 RR 活性,而相同尺寸的 Cu NP 2 小时内便失去其 CO 2 RR 的活性,表明 Ga 的添加可以抑制开路电位( ocp )下的 Cu 氧化,并诱导 Ga Cu 之间的电子相互作用。

要点2.  作者解释了 Ga Cu 的稳定作用,并降低了 Cu ocp 处氧化的倾向性,以及增强了合金化纳米催化剂中的结合强度。除了解决 CO 2 RR 中的一个主要挑战外,该研究还提出了一种生成在还原反应环境下稳定的 NP 的策略。

Valery Okatenko et.al Alloying as a Strategy to Boost the Stability of Copper Nanocatalysts during the Electrochemical CO2 Reduction Reaction JACS 2023

DOI: 10.1021/jacs.2c13437

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c13437

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