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CEJ:廣西大學趙雙良團隊在電催化二氧化碳合成甲酸研究方面取得突破
來源:廣西大學化學化工學院 2023-06-20
導讀:近日,國際知名期刊Chemical Engineering Journal報道了廣西大學化學化工學院趙雙良教授團隊在二氧化碳電催化轉化為有用化學品研究方面的最新進展。
大力發展碳捕集利用與封存(CCUS)技術,是減少碳排放、保障能源安全、實現可持續發展的關鍵途徑。作為碳利用技術的重要組成,二氧化碳(CO2)電催化轉化為有用化學品這一新型技術的發展,受到了科技界、產業界的持續關注。該技術需使用電極催化劑,基于清潔電能在電極催化劑表面將CO2還原為有機化合物。當前,電極催化劑仍存在穩定性差、催化活性低等技術瓶頸問題,嚴重制約了二氧化碳電催化轉化技術的大規模工業推廣。圍繞 “雙碳”國家戰略和行業技術發展關鍵瓶頸問題,趙雙良教授牽頭的結構熱力學與微納化工團隊發展了一種基于電催化二氧化碳生產甲酸的新型錫基催化劑。甲酸是有機化工原料,錫基催化劑在電催化轉化CO2為有機化合物方面表現出優異的潛力。研究團隊基于調控催化劑微觀結構、調整界面形態這一思路,在碳布上構建具有大量孔隙的SnO/NiCo2O4層狀結構,設計開發了SnO/NiCo2O4/CC新型錫基催化劑。該設計成功解決了錫基催化劑穩定性不高的問題,連續使用30小時后催化電流密度仍保持穩定,理論研究表明,NiCo2O4中含有的Ni3+/Co3+離子極大促進了催化電極中SnO的高抗失活性。此外,SnO/NiCo2O4/CC催化劑的催化性能明顯優于絕大多數錫基催化劑,其在二氧化碳電還原為甲酸過程中具有高達91.87%法拉第效率。該研究為制備工業用催化劑來實現綠色、高效、小規模生產甲酸提供了支撐。該論文題目為“Hierarchically Structured SnO/NiCo2O4/CC Catalysts with Stability and Superier Faradaic Efficiency for Electrocatalytic CO2 Reduction to Formic Acid”,第一作者為化學化工學院2022級博士研究生王瑞豐,通訊作者為趙雙良教授。該研究得到了國家自然科學基金(21978079, 22178072)和廣西科技基地與人才專項(AD21220017)的資助。全文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.144049
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