华中科大Nature:CO电催化复原制备乙酸盐 – 质料牛

一、华中化复【导读】

乙酸的电催年产量逾越1800万吨,市场价钱挨近10美元 每一年10亿美元。原制直接水相CO2电复原制备乙酸盐抵达了49%的备乙法拉第功能(FE),可是酸盐具备较大的能耗。串联二氧化碳电复原反映(CO2RR)已经展现出后退电压以及乙酸盐盐抉择性的质料后劲,但系统过于重大。华中化复从CO开始削减了重大性,电催由于每一个CO份子所需的原制电子数比从CO2取患上相同的产物少两个。之后开始进的备乙CO到乙酸盐盐电转化法具备与直接CO2RR措施至关的FE,但其全电池电位要低良多,酸盐约为4 V,质料表明具备更低的华中化复每一吨乙酸盐钾总能耗231GJ的后劲。为了经济可行性,电催人们的原制目的是在SOEC以及CO到乙酸盐盐反映器之间实现至关高的FE(>90%)。

 二、【下场掠影】

克日,华中科技大学庞元杰教授、加拿大多伦多大学Edward H. Sargent院士以及武汉理工大学麦立强教授等人分解了Cu-in-Ag(Cu约占1%)合金质料(Cu/Ag-DA),发如今高*CO浓度,10 atm压力下,从CO电分解乙酸盐具备高度抉择性。Operando X射线罗致光谱表明,原位发生的铜簇由小于4个原子作为活性位点。试验服从展现,与以前最佳的报道比照,在从CO电复原反映中审核到的所有其余产物中,乙酸的抉择性削减了一个数目级。散漫催化剂妄想以及反映器工程,钻研职员实现为了CO-to-乙酸的法拉第功能为91%,在不断使命820h后,法拉达功能仍为85%。相关钻研下场以“Constrained C2adsorbate orientation enables CO-to-acetate electroreduction”为题宣告在国内驰名期刊Nature上。

三、【数据概览】

 

1  CO-to-乙酸盐电催化剂妄想© 2023 Springer Nature

 

2  Cu/Ag-DA纳米粒的妄想合成© 2023 Springer Nature

 

3  XAS合成© 2023 Springer Nature

 

4  在压力下Cu/Ag-DA质料的CO电复原© 2023 Springer Nature

四、【下场开辟】

本钻研将实际教育的催化剂策略以及反映器妄想散漫起来,以调节催化剂的微情景。钻研职员发现,将Cu/Ag-DA催化剂质料与低压CO气体相涣散会导致对于单齿*C=C=O吸附物的偏好,从而在高*CO浓度下抉择性地天生乙酸,导致天生乙酸的FE抵达91%。

原文概况:Constrained C2adsorbate orientation enables CO-to-acetate electroreduction (Nature, 2023, DOI: 10.1038/s41586-023-05918-8)

本文由大兵哥供稿。