研究人員開發出新型催化劑,可減少二氧化碳

韓國高等科學技術研究院的研究人員已經開發出三維(3D)分級多孔納米結構催化劑,據說該催化劑具有CO 2到CO的轉化率比傳統的納米多孔金催化劑高出3.96倍 。這種新催化劑在3月4日的《美國國家科學院院刊》上進行了描述,有望幫助克服阻礙現有電催化劑的現有傳質限制 。

研究人員開發出新型催化劑,可減少二氧化碳

文章插圖
金是CO 2還原反應中最常用的催化劑之一,但是金的高成本和稀缺性為大規模商業應用帶來了障礙 。
納米結構的發展已被廣泛研究,作為改善目標產物選擇性和最大化活性穩定位點數量的潛在方法,從而提高了能源效率 。
然而,先前報道的復雜納米結構的納米孔在水性反應期間很容易被氣態的CO氣泡阻塞 。CO氣泡阻礙了反應物通過電解質的質量傳輸,導致低的CO 2轉化率 。
減少二氧化碳由材料科學與工程系的Seokwoo Jeon和Oh Jihun教授領導的KAIST研究小組設計了一種3D分層多孔金納米結構,具有兩種不同大小的大孔和納米孔(請參見掃描電子顯微鏡圖像) 。
該團隊使用了鄰近場納米圖案(PnP)和電鍍技術,這些技術可有效地制造3D井井有條的納米結構 。
【研究人員開發出新型催化劑,可減少二氧化碳】所提出的納米結構由200至300 nm寬的互連大孔通道和10 nm納米孔組成,通過從大量納米孔中產生高活性的穩定位點,可以有效地通過互連的大孔通道進行質量轉移,并具有高選擇性 。
結果,根據KAIST,其電極在0.264 V的低過電勢下顯示出85.8%的高CO選擇性,并且具有比脫合金納米多孔Au電極高3.96倍的有效質量活性

    推薦閱讀