串联单原子电催化剂实现CO2还原为乙醇

碳基燃料的电化学CO 2 还原反应(CO 2 RR)为减少CO 2 排放和促进可再生能源的利用提供了一种有前景的策略。

C n (n≥2) 液体产品因其高能量密度和易于储存而受到欢迎。然而，由于机制理解有限，CC 偶联途径的操纵仍然是一个挑战。

最近，由教授领导的一个研究小组。 中国科学院大连化学物理研究所张涛和黄艳强团队 开发出一种锡基串联电催化剂(SnS 2 @Sn 1 -O3G)，可在法拉第电流下重复生产乙醇在-0.9 V RHE 和17.8 mA/cm 2的几何电流密度下效率高达82.5% 。

该研究于 10 月 30 日发表在 《自然能源》杂志 上。

研究人员通过SnBr 2 和硫脲在三维碳泡沫上的溶剂热反应制备了SnS 2 @Sn 1 -O3G 。电催化剂包含SnS 2 纳米片和原子分散的Sn原子(Sn 1 -O3G)。

机理研究表明，这种Sn 1 -O3G可以分别吸附*CHO和*CO(OH)中间体，从而通过前所未有的甲酰基-碳酸氢盐偶联途径促进CC键的形成。

此外，通过使用同位素标记的反应物，研究人员追踪了在 Sn 1 -O3G 催化剂上形成的最终 C 2产物中 C 原子的路径。该分析表明产物中的甲基C来自甲酸，而亚甲基C来自CO 2。

黄教授说：“我们的研究为乙醇合成的C-C键形成提供了一个替代平台，并提供了操纵CO 2 还原途径获得所需产品的策略。”