Récemment, l'Institut Dalian de physique chimique, Académie chinoise des sciences Huangyan Jiang, vice-président de la Direction générale de l'Académie chinoise des sciences Zhang travailler en équipe Tao et Université technologique de Nanyang Professeur Liu Bin, le développement d'un graphène dopé à l'azote ancré catalyseur Ni un seul atome, peut être utilisé comme une réduction efficace des études liées électrocatalytique de dioxyde de carbone, publié sous la forme d'un auteur commun correspondant - la « énergie naturelle ».
Le dioxyde de carbone est un moyen efficace de réduction électrochimique de la conception du cycle de ressources de carbone catalyseur à haute performance afin de réduire la surtension d'améliorer la sélectivité de la réaction, et la stabilité est CO 2La recherche sur la réduction électrochimique met l'accent sur la structure du site actif du catalyseur monoatomique, et la structure électronique du métal central dépend de l'interaction entre les atomes de coordination adjacents et peut présenter des propriétés similaires à celles des catalyseurs homogènes. 2L'activation efficace et la transformation directionnelle des molécules, par conséquent, des catalyseurs monoatomiques dans le CO 2La réduction électrochimique montre un grand potentiel.
Dans cette étude, un catalyseur monoatomique Ni ancré au graphène dopé au Ni a été préparé par pyrolyse d'un mélange d'azote, de composés organiques du carbone et de sels de Ni.A l'aide de diverses méthodes de caractérisation, Ni a été identifié comme coordiné à quatre azotes pyridiques. Une structure Ni-N4 est formée dans laquelle Ni est valence +1 et la structure électronique la plus externe est 3d9, les électrons 3d non appariés de la couche externe de l'atome unique Ni (I) sont facilement délocalisés, permettant à certains électrons de passer de Ni3dx2 Délocalisation orbitaire -y2, avec CO adsorbé 2L'orbite 2p de la molécule forme une liaison covalente, formant finalement un Ni-CO chargé négativement 2Δ-structure, réalisant ainsi le CO 2L'activation efficace des molécules, catalyseurs monoatomiques du Ni dans le CO 2La réduction électrochimique présente d'excellentes performances catalytiques: avec un potentiel de surtension de 0,6 V, un courant spécifique de 350 ampères par gramme et une fréquence de commutation de 14800 h-1, la conversion du CO a un rendement Faraday de 97%. Après 100 heures de réaction continue à cm-2, le catalyseur a conservé 98% de son activité initiale. 2La conception de catalyseurs d'électroréduction fournit de nouvelles idées.
L'étude a été financée par le Programme national clé de recherche et de développement, le principal projet stratégique de science et de technologie de l'Académie chinoise des sciences et le Centre collaboratif d'innovation pour la chimie des matériaux énergétiques du Ministère de l'éducation.
