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郑耿峰Angew:表面锂掺杂实现安培级CO2电合成甲酸盐

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学研汇 2021-10-20 20:40
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通过电化学法将CO2转化为甲酸盐,是一种极有前途的降低CO2浓度和获取高附加值化学品的方法,但其局部电流密度仍不能满足工业需要。

近日,复旦大学郑耿峰教授,北京理工大学韩庆报道了采用电化学控制锂化法制备了一种表面锂掺杂的锡(s-SnLi)催化剂。

本文要点

要点1.密度泛函理论( DFT )计算表明, Li 掺杂在 Sn 表面引入了电子局域化和晶格应变,从而提高了 CO2 电还原生成甲酸盐的活性和选择性。

要点2.所开发的s-SnLi电催化剂表现出最佳的CO2还原制甲酸盐性能,其部分电流密度为-1.0 A·cm-2,相应的法拉第效率为92%。进一步的,采用s-SnLi催化剂的Zn-CO2电池具有最高的功率密度(1.24 mW·cm−2)和超过800次的出色循环稳定性。

这项研究提出了一种很有前途的方法,将电子局域化和晶格应变结合在一起,以实现高效的CO2到甲酸盐的电合成,从而实现潜在的商业化。

Shuai Yan, et al, Electron Localization and Lattice Strain Induced by Surface Lithium Doping Enable Ampere-Level Electrosynthesis of Formate from CO2, Angew. Chem. Int. Ed., 2021

DOI: 10.1002/anie.202111351

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202111351

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