Un groupe de recherche dirigé par le professeur Xiao Jianping de l'Institut de physique chimique de Dalian (DICP) de l'Académie chinoise des sciences (CAS) et leurs collaborateurs ont synthétisé un catalyseur à un seul atome de cuivre allié au Pb (Pb 1 Cu), qui a montré une activité élevée pour le CO électrochimique 2 réaction de réduction (CO 2 RR) avec une sélectivité de 96 % en formate et une stabilité jusqu'à 180 h à 100 mA cm ^-2 .

Cette étude a été publiée dans Nature Nanotechnologie le 16 septembre.

Les chercheurs ont signalé des trajets multiples pour le CO 2 réduction au formate, à savoir les chemins de réaction à travers les intermédiaires COOH* et HCOO*. Le diagramme de phase de réaction a été construit sur la base de l'approche « optimisation globale de l'énergie », décrivant la tendance de l'activité pour le CO 2 RR à formater. Une tendance d'activité à double pic a été obtenue grâce à la prise en compte des trajets multiples.

Ils ont trouvé que Cu préférait le chemin COOH*, aboutissant à la production d'hydrocarbures et d'oxygénés, qui présentent une sélectivité et une activité limitées envers un produit spécifique. Cependant, Pb 1 Cu a préféré la voie HCOO*. L'énergie de liaison HCOO* optimale en Pb 1 Cu a révélé soit une activité élevée, soit une sélectivité pour le formatage via le CO 2 RR. L'accord entre la tendance de l'activité expérimentale et théorique confirme la fiabilité du mécanisme multi-chemins.

Le site Cu sur le Pb 1 Surface de marche en Cu, plutôt que le site Pb à un seul atome, a montré le CO le plus élevé 2 Activité RR vers la production exclusive de formiate. Le diagramme d'énergie libre avec les barrières électrochimiques calculées confirme également la sélectivité en formiate.

"Le 'double pic' décrit une tendance d'activité plus précise pour le CO 2 RR, fournir un aperçu significatif pour la conception de catalyseurs, " a déclaré le professeur Xiao.