化石燃料的广泛使用大大增加了二氧化碳(CO2)的排放,造成了严重的气候和环境问题。为抑制CO2浓度的增长,通过电化学方法将CO2转化为高价值化工产品是一种理想的脱碳途径。但是竞争性的析氢反应(HER)会降低CO2RR的法拉第效率(FE)。与抑制HER过程不同,结合CO2RR和HER产生合成气(CO和H2)是另一种有效的CO2转化方法。合成气是重要的工业原料气而且其比值对后续化学转化的选择性至关重要。当H2/CO的比例为2:1时,可以用于甲醇合成和Fischer - Tropsch反应。
本文对CO2RR过程中CuO/SnO2纳米片(NSs)异质结的重构过程进行了原位监测。电化学测试表明,当Cu/Sn比为1:1的时候,在-0.8~-1.2 V的电压范围内,H2/CO的FE比值为2:1。在稳定性测试过程中,FECO和FEH2分别稳定在近66%和34%且保持定40 h。原位实验和详细的表征证实,在CO2RR过程中,CuO发生重构并转化为金属Cu,而SnO2保持稳定。
该研究结果以“Operando Reconstruction of CuO/SnO2 Nanosheets Promotes the Syngas Production from the Electrochemical CO2 Reduction Reaction”为题发表在国际权威期刊《Inorganic Chemistry》,温州大学作为第一通讯单位,我院2023级研究生颜梦晓和2024级博士生毛挺杰为文章的共同第一作者,我院陈凯副教授,王娟副教授和金辉乐研究员为共同通讯作者。
作者:王娟课题组
审核:雷云祥