Le CO2 électrochimique réaction de réduction (CO2 RR) dans les carburants à base de carbone constitue une stratégie prometteuse pour atténuer le CO2 émissions et favorise l'utilisation des énergies renouvelables.
Le Cn (n≥2) les produits liquides sont souhaitables en raison de leurs densités énergétiques élevées et de leur facilité de stockage. Cependant, la manipulation de la voie de couplage C-C reste un défi en raison de la compréhension mécaniste limitée.
Récemment, un groupe de recherche dirigé par les Profs. Zhang Tao et Huang Yanqiang de l'Institut de physique chimique de Dalian (DICP) de l'Académie chinoise des sciences (CAS) ont développé un électrocatalyseur tandem à base de Sn (SnS2 @Sn1 -O3G), qui pourrait produire de manière reproductible de l'éthanol avec une efficacité faradique allant jusqu'à 82,5 % à -0,9 VRHE et une densité de courant géométrique de 17,8 mA/cm 2 .
L'étude a été publiée dans Nature Energy le 30 octobre.
Les chercheurs ont fabriqué le SnS2 @Sn1 -O3G par réaction solvothermique de SnBr2 et de la thiourée sur une mousse de carbone tridimensionnelle. L'électrocatalyseur comprenait du SnS2 nanofeuillets et atomes de Sn dispersés atomiquement (Sn1 -O3G).
Une étude mécanistique a montré que ce Sn1 -O3G pourrait respectivement adsorber les intermédiaires *CHO et *CO(OH), favorisant ainsi la formation de liaisons C-C via une voie de couplage formyl-bicarbonate sans précédent.
De plus, en utilisant des réactifs marqués isotopiquement, les chercheurs ont retracé le cheminement des atomes de C dans le C2 final. produit formé sur le catalyseur de Sn1 -O3G. Cette analyse suggère que le méthyle C dans le produit provient de l'acide formique alors que le méthylène C provenait du CO2 .
"Notre étude fournit une plate-forme alternative pour la formation de liaisons C-C pour la synthèse de l'éthanol et propose une stratégie de manipulation du CO2 voies de réduction vers les produits souhaités", a déclaré le professeur Huang.
Plus d'informations : Jie Ding et al, Un électrocatalyseur tandem à base d'étain pour la réduction du CO2 en éthanol avec une sélectivité de 80 %, Nature Energy (2023). DOI :10.1038/s41560-023-01389-3
Informations sur le journal : Énergie naturelle
Fourni par l'Académie chinoise des sciences
