Uz pomoć spektrometra nuklearne magnetne rezonance, istraživačka grupa koju predvodi prof. Vang Hui sa Instituta za fiziku Hefei Kineske akademije nauka pripremila je šuplji katalizator bakrovog oksida prekriven ugljenikom koristeći redukciju autokarbonilacije rastvaračem strategije, koja je obezbedila novo rešenje za elektrokatalitičku reakciju redukcije ugljen-dioksida (CO₂ RR) u pripremi multikarbonskih (C 2+ ) proizvoda.
Rezultati su objavljeni u časopisu Napredni funkcionalni materijali.
Prekomerne emisije ugljen-dioksida su globalni problem. Pretvaranje CO₂ u hemikalije i goriva putem CO₂ RR ne samo da pomaže životnoj sredini, već i podržava kinesku „dvougljeničnu” metu. Napredak je postignut u proizvodnji proizvoda sa jednim ugljenikom (C1), kao što su ugljen monoksid i mravlja kiselina iz CO₂ RR. Međutim, trenutna efikasnost CO₂ RR u proizvodnji C₂+ proizvoda je niska, što stvara potrebu za katalizatorima koji mogu poboljšati efikasnost i selektivnost.
U ovoj studiji, istraživači su razvili specijalizovani nanoreaktor pod nazivom šuplji bakrov oksid (H-Cu₂ O@C/N) koji je dopiran ugljenikom dopiranim azotom, koristeći strategiju redukcije autokarbonizacije.
Ovo poboljšanje nanoreaktora pomaže u povećanju količine ključnih intermedijera (*CO) na površini katalizatora, što ubrzava proizvodnju C₂+ proizvoda kroz hemijsku reakciju.
Kada je testiran u elektrolizeru sa sklopom membranskih elektroda (MEA), H-Cu 2 O@C/N nanoreaktor je postigao impresivne rezultate, sa efikasnošću od 75,9% u proizvodnji C 2+ proizvoda i visokom gustinom struje od 248,8 mA·cm -2. Ovo pokazuje efikasnost katalizatora u CO₂ RR konverziji.
Da bi dalje razumeo ovaj proces, istraživački tim je sproveo detaljne studije. Ovi rezultati su potvrdili da C/N inkluzije pripremljene strategijom redukcije autougljenika rastvaračem mogu efikasno zaštititi Cu + aktivne vrste i osigurati njihovu katalitičku stabilnost.
Ovaj rad pruža efikasan i izvodljiv način za optimizaciju strukture katalizatora za visoko selektivnu CO₂ RR pripremu C 2+ proizvoda.
