L'électroréduction du dioxyde de carbone (CO 2 ) pour produire des composés multicarbonés à valeur ajoutée est un moyen efficace de réduire les émissions de CO 2 émission. Cependant, la faible solubilité du CO 2 limite largement l'application de la technologie connexe.

Bien que l'électrode à diffusion gazeuse (GDE) puisse accélérer la vitesse de réaction, l'instabilité des catalyseurs provoquée par le noyage de l'électrolyte entrave la poursuite de la réaction.

Récemment, inspiré des feuilles hydrophobes de setaria, L'équipe du professeur Gao Minrui de l'Université des sciences et technologies de Chine a développé un catalyseur Cu composé d'aiguilles acérées qui possèdent un haut niveau d'hydrophobie et de stabilité.

L'étude a été publiée dans Journal de l'American Chemical Society .

La nature n'a jamais manqué d'être une source d'inspiration pour les scientifiques. Cette fois, les scientifiques se sont tournés vers les feuilles en forme d'aiguilles de setaria pour améliorer l'hydrophobie du catalyseur dans la réaction de réduction du dioxyde de carbone (CO 2 RR).

Ils ont imité les structures pointues sur les aiguilles de Cu pour s'assembler en architectures hiérarchiques. De telles architectures, s'empêchant efficacement d'être mouillé comme le font les feuilles de la sétaria, permettre à l'interface électrode-électrolyte de piéger plus de CO 2 ainsi que d'aider à construire une frontière triphasée gaz-liquide-solide robuste qui atténue les inondations.

Par rapport aux particules de Cu, les dendrites présentent des avantages allant de la stabilité à la productivité.

L'hydrophobie prédominante due à sa structure hiérarchique ne s'estompe pas sensiblement après 10 min d'opération électrochimique. Dans des circonstances encore plus difficiles, comme sous une densité de courant constante de 300 mA cm ^-2 pendant 10h, la sélectivité du catalyseur reste sensiblement la même avec une légère perte.

L'électrode Cu hiérarchique piégera le CO 2 une fois qu'ils atteignent la surface de l'électrode, assez semblable à la setaria, faire le transfert de masse et l'accumulation de CO 2 possible en utilisation pratique.

Par ailleurs, la sélectivité du catalyseur Cu hiérarchique surpasse les particules Cu. Les dendrites de Cu peuvent générer le produit cible, C 2+ , à une plage de potentiels appliqués entre -0,53 et -0,68V avec un C extrêmement remarquable 2+ :C 1+ sélectivité de 15,4 à -0,68V sur les particules de Cu.

"Le catalyseur Cu hiérarchique bio-inspiré atténue efficacement les inondations d'électrolytes par son hydrophobie remarquable et améliore considérablement la productivité du CO 2 RR, ", a déclaré le professeur Gao.