Nature子刊: 具有类金活性和类铜选择性的过渡金属碳化物用于电催化CO2还原 2021年8月27日 下午11:30 • T, 头条, 百家, 顶刊 • 阅读 7 寻找一种地球上丰富的、高活性的催化剂,可以在相对较低的过电位下选择性地产生碳氢化合物,对于电化学二氧化碳还原反应(eCO2RR)来说具有重大挑战。 美国伊利诺伊理工大学Mohammad Asadi、劳伦斯伯克利国家实验室David Prendergast等报道了一系列杂原子的过渡金属碳化物(TMC)催化剂(MXenes),并研究了其eCO2RR性能。 作者使用渗碳法和液体剥离技术合成了分子式为M2C的四种TMC:W2C、Mo2C、Nb2C和V2C NFs,并测试了它们在KOH:CC(3M:2M)电解液中对eCO2RR的催化性能。结果表明,这类催化剂主要对CH4的生成具有选择性。 另外,W2C NFs电催化剂具有最优异的CO2RR活性:催化剂上生成CH4时的最大电流密度为-421.63 mA cm-2,法拉第效率为82.7%±2%,催化活性高于Au。 TMCs的电子性质分析表明,W2C NFs具有优异的电学性质:低功函数、电化学双电层区域小的电荷转移电阻和表面大量W原子的还原,这导致其具有高活性。DFT计算表明,与Cu相比,上述所有TMC对CO2和水具有自发的化学吸附作用。 W2C的产CH4性能最优异,其具有良好的水和CO2的吸附能与自发解离耦合,及作为限速步骤的较低能垒OH*质子化,还有0.483 VRHE至0.744 VRHE范围内的低限制电位。 Gold-like activity copper-like selectivity of heteroatomic transition metal carbides for electrocatalytic carbon dioxide reduction reaction. Nature Communications, 2021. DOI: 10.1038/s41467-021-25295-y 点击阅读原文,提交计算需求! 原创文章,作者:Gloria,如若转载,请注明来源华算科技,注明出处:https://www.v-suan.com/index.php/2021/08/27/6891560ebb/ 催化 赞 (0) 0 生成海报 相关推荐 AFM:原位离子交换诱导NMC811上共形LiF正极电解质界面 2023年9月19日 张欣/杨宇森ACS AMI: 机器学习辅助预测单原子合金催化乙炔半加氢性能 2023年11月1日 Adv. Energy Mater.:跳出过渡金属局限,利用主族元素激活双原子催化剂 2023年11月27日 Goodenough&李玉涛等Angew: 用于全固态锂金属电池的Li2S6集成PEO基聚合物电解质 2023年10月29日 熊宇杰/龙冉Nature子刊:碱金属卤化物光催化卤化甲烷可持续利用 2023年10月9日 南洋理工/西北工大/西北大学JACS:机器学习驱动合成具有几何控制的少层WTe2 2023年10月15日