Recentemente, Huang Yanqiang, pesquisador do Instituto Dalian de Física Química, Academia Chinesa de Ciências e Zhang Tao, vice-decano da Academia Chinesa de Ciências, e professor da Nanyang Technological University de Cingapura, Liu Bin, desenvolveram um monocatalizador nitrado com nitrogênio dopado de nitrogênio que pode ser usado como catalisador. Eletrocatalisadores de alta eficiência para redução de dióxido de carbono. Os resultados relevantes da pesquisa são publicados na Nature-Energy sob a forma de autores co-correspondentes.
A redução eletroquímica do dióxido de carbono é uma maneira eficaz de conseguir a reciclagem de recursos de carbono. Desenhar excelentes catalisadores para reduzir o excesso de potencial, melhorar a seletividade da reação e a estabilidade é CO 2O foco da pesquisa de redução eletroquímica é que a estrutura do local ativo do catalisador monoatômico é clara e a estrutura eletrônica do metal central depende da interação entre átomos de coordenação adjacentes e pode exibir propriedades semelhantes às do catalisador homogêneo, o que, por sua vez, promete atingir CO 2A ativação eficiente e a transformação direcional de moléculas. Portanto, os catalisadores monoatômicos em CO 2A redução eletroquimica mostra um grande potencial.
Neste estudo, preparou-se um catalisador monoatômico Ni monoporado com Ni-dopado por pirólise de uma mistura de nitrogênio, orgânicos orgânicos e sais de Ni a várias temperaturas. Usando uma variedade de métodos de caracterização, o Ni foi identificado como coordenado com quatro nitrogênios de piridina. Uma estrutura de Ni-N4 é formada em que Ni é +1 de valência ea estrutura eletrônica mais externa é 3d9; os elétrons 3d não emparelhados da camada mais externa do átomo único de Ni (I) são facilmente deslocalizados, permitindo que alguns elétrons passem de Ni3dx2 -y2 deslocalização orbital, com CO adsorvido 2O orbitário 2p da molécula forma uma ligação covalente, formando eventualmente um Ni-CO com carga negativa 2Δ-estrutura, alcançando CO 2A ativação eficiente de moléculas. Catalisadores monoatômicos de Ni em CO 2A redução eletroquimica apresentou excelente desempenho catalítico: em potencial de sobretensão de 0,6 V, para uma corrente específica de 350 amps por grama e uma freqüência de comutação de 14800 h-1, a conversão de CO tem uma eficiência de Faraday a 97%. Com uma densidade de corrente de 22 mA · Após 100 horas de reação contínua em cm2, o catalisador manteve 98% de sua atividade inicial. Resultados de pesquisa relacionados são altamente eficientes CO 2O design dos catalisadores de eletrorresistência fornece novas ideias.
O estudo foi apoiado pelo Programa Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Chave, o Projeto Estratégico de Ciência e Tecnologia da Academia Chinesa de Ciências e o Centro de Inovação Colaborativa para Química de Materiais Energéticos do Ministério da Educação.
