記者7月9日從海南大學(xué)獲悉,該校海洋科學(xué)與工程學(xué)院海洋清潔能源創(chuàng)新團隊在高效穩(wěn)定電催化二氧化碳轉(zhuǎn)化領(lǐng)域取得重要突破。團隊開發(fā)了一種基于自修復(fù)策略構(gòu)建的抗還原重構(gòu)四方相硫化銦電催化劑,成功解決了傳統(tǒng)催化劑在電解過程中性能快速衰減的行業(yè)難題。相關(guān)研究成果近日發(fā)表于《德國應(yīng)用化學(xué)》期刊。
海洋科學(xué)與工程學(xué)院副教授王志同介紹,電催化二氧化碳還原反應(yīng)生成甲酸,被認為是減少碳排放和儲存間歇性可再生能源的先進碳中和技術(shù)。硫化銦憑借其高氧化態(tài)銦位點對二氧化碳吸附活化的增強作用,以及硫元素對質(zhì)子供給的促進作用,因而成為電催化二氧化碳還原反應(yīng)制甲酸鹽的理想候選材料。然而,在實際電解過程中,負電位引發(fā)的催化劑還原重構(gòu)(如銦金屬化及硫元素流失)不可避免,這會導(dǎo)致催化劑性能急劇衰退,而產(chǎn)物選擇性與電流密度的大幅下降,進一步制約了其長期穩(wěn)定運行。
研究團隊通過理論計算精準(zhǔn)篩選出具備卓越抗還原能力的硫化銦晶相結(jié)構(gòu),并結(jié)合原位表征技術(shù)與密度泛函理論,揭示了該催化劑的自修復(fù)機制。實驗數(shù)據(jù)顯示,該催化劑在210mA/cm2電流密度下可穩(wěn)定運行超200小時,甲酸鹽法拉第效率持續(xù)保持97%。
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