Nature Commun：使用富含晶界的Cu进行电催化还原CO制备C2+化合物

纳米技术

2024-05-30

催化转化CO制备乙烯等高附加值化学品反应过程是非常重要的非石油路线。有鉴于此，中国科学院大连化物所汪国雄、高敦峰等报道CO电催化合成多碳化学品（C₂₊），得到优异的规模化C₂₊产量。

主要内容

（1）

当使用含有丰富晶界的Cu纳米粒子作为催化剂，构筑膜电解槽，在较低的电压（2.78±0.01 V）制备C₂₊的部分电流密度达到4.35±0.07 A cm^-2，CO的转化率达到85±3 %。通过原位拉曼光谱表征结果以及DFT理论计算结果说明，Cu纳米粒子的晶界有助于CO分子的吸附和C-C偶联，因此这项研究结果在C₂₊产物和晶界密度之间建立关系。

（2）

通过堆栅的5组面积为100 cm²膜电解槽进行规模化电解，C2+产率达到118.9 mmol min^-1，乙烯产率达到1.2 L min^-1，总的电流密度达到400 A（4 A cm^-2），C₂₊的法拉第效率达到64 %。

参考文献

Li, H., Wei, P., Liu, T. et al. CO electrolysis to multicarbon products over grain boundary-rich Cu nanoparticles in membrane electrode assembly electrolyzers. Nat Commun 15, 4603 (2024).

DOI: 10.1038/s41467-024-49095-2

https://www.nature.com/articles/s41467-024-49095-2