研究概述
开发在大电流密度下高选择性催化CO2电还原为乙醇的非铜基材料是非常理想的,但这仍然是一个巨大的挑战。 基于此,2024年10月17日,安徽师范大学盛天副教授与吴正翠教授在国际顶级期刊Angewandte Chemie International Edition上发表了以《Prompting CO2 Electroreduction to Ethanolby Iron Group Metal Ion Dopants Induced Multi-sites at the Interface of SnSe/SnSe2 p-n Heterojunction》为题的研究论文。
在此,研究人员介绍了M2+(M=Fe、Co或Ni)掺杂的非晶/晶体SnSe/SnSe2纳米棒/纳米片分级结构(a/c-SnSe/SnSe2)的铁族金属离子,用于选择性CO2电还原为乙醇的方法。 铁族金属离子掺杂在M2+掺杂的SnSe/SnSe2 p-n异质结的界面上诱导多个活性位点,加强了*CO中间体结合,用于进一步的C-C耦合,以最终产生乙醇。 在液流池中,Fe9.0%-a/c-SnSe/SnSe2在-0.6 V下表现出62.7%的乙醇法拉第效率和239.0 mA cm−2的局部电流密度。
此外,在膜电极组件(MEA)电解槽中,在3.0 V电压下,它可以输出63.5%的乙醇法拉第效率和201.2 mA cm−2的局部电流密度,全电池能量效率为24.1%。 本工作为非铜基催化剂设计提供了见解,可用于稳定CO2电还原选择性乙醇生产的关键中间体。
图文解读
图1:CO2RR在H电池中催化剂的性能
图2:DFT计算和CO2RR催化机理
图3:Fe9.0%-a/c-SnSe/SnSe2在MEA电解槽中的电催化性能
文献信息
Prompting CO2 Electroreduction to Ethanolby Iron Group Metal Ion Dopants Induced Multi-sites at the Interface of SnSe/SnSe2 p-n Heterojunction. Angewandte Chemie. 2024. https://doi.org/10.1002/anie.202415273.