L’électrocatalyseur tandem à atome unique réalise la réduction du CO2 en éthanol. Crédit : DICP
Une avancée récente dans le CO2 la recherche sur la réduction implique un nouveau catalyseur à base de Sn qui produit efficacement de l’éthanol, ce qui représente une avancée significative dans la technologie des énergies renouvelables.
Le CO électrochimique2 réaction de réduction (CO2RR) dans les carburants à base de carbone constitue une stratégie prometteuse pour atténuer les émissions de CO2 émissions et favorise l’utilisation des énergies renouvelables.
Les défis du CO2 Réduction
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 CC reste un défi en raison de la compréhension mécaniste limitée.
Recherche révolutionnaire
Récemment, un groupe de recherche dirigé par les Profs. Tao Zhang et Yanqiang Huang 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 un rendement faradique allant jusqu’à 82,5 % à -0,9 VRHÉ et une densité de courant géométrique de 17,8 mA/cm2.
L’étude a été publiée récemment dans la revue scientifique Énergie naturelle.
Développement de catalyseurs
Les chercheurs ont fabriqué le SnS2@Sn1-O3G grâce à une 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).
Aperçus mécanistes
Une étude mécanistique a montré que ce Sn1-O3G pourrait respectivement adsorber les intermédiaires *CHO et *CO(OH), favorisant ainsi la formation de liaisons CC 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 C final.2 produit formé sur le catalyseur de Sn1-O3G. Cette analyse suggère que le méthyle C présent dans le produit provient du formique acide alors que le méthylène C provenait de CO2.
Conclusion
« Notre étude fournit une plate-forme alternative pour la formation de liaisons C-C pour la synthèse de l’éthanol et propose une stratégie pour manipuler le CO2 voies de réduction vers les produits souhaités », a déclaré le professeur Huang.
