研究人员开发出新型催化剂,可减少二氧化碳

韩国高等科学技术研究院的研究人员已经开发出三维(3D)分级多孔纳米结构催化剂,据说该催化剂具有CO 2到CO的转化率比传统的纳米多孔金催化剂高出3.96倍。这种新催化剂在3月4日的《美国国家科学院院刊》上进行了描述,有望帮助克服阻碍现有电催化剂的现有传质限制。

金是CO 2还原反应中最常用的催化剂之一,但是金的高成本和稀缺性为大规模商业应用带来了障碍。

纳米结构的发展已被广泛研究,作为改善目标产物选择性和最大化活性稳定位点数量的潜在方法,从而提高了能源效率。

然而,先前报道的复杂纳米结构的纳米孔在水性反应期间很容易被气态的CO气泡阻塞。CO气泡阻碍了反应物通过电解质的质量传输,导致低的CO 2转化率。

减少二氧化碳

由材料科学与工程系的Seokwoo Jeon和Oh Jihun教授领导的KAIST研究小组设计了一种3D分层多孔金纳米结构,具有两种不同大小的大孔和纳米孔(请参见扫描电子显微镜图像)。

该团队使用了邻近场纳米图案(PnP)和电镀技术,这些技术可有效地制造3D井井有条的纳米结构。

所提出的纳米结构由200至300 nm宽的互连大孔通道和10 nm纳米孔组成,通过从大量纳米孔中产生高活性的稳定位点,可以有效地通过互连的大孔通道进行质量转移,并具有高选择性。

结果,根据KAIST,其电极在0.264 V的低过电势下显示出85.8%的高CO选择性,并且具有比脱合金纳米多孔Au电极高3.96倍的有效质量活性

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