कार्बन डाइऑक्साइड के कुशल इलेक्ट्रोकैटलिटिक न्यूनीकरण के अध्ययन में नई प्रगति

हाल ही में, डालियान इंस्टीट्यूट ऑफ केमिकल फिजिक्स, चाइनीज एकेडमी ऑफ साइंसेज बाओ सिन्हे और वांग गुओक्सीओंग टीम के कैटेलिसिस की स्टेट की लैबोरेटरी ने कार्बन डाइऑक्साइड की उच्च दक्षता वाले इलेक्ट्रोकैटलिटिक कमी के अनुसंधान में नई प्रगति की है।संबंधित परिणाम Energy Environ.Sci पर प्रकाशित किए गए हैं।

कार्बन डाइऑक्साइड इलेक्ट्रोकैटलिटिक रिडक्शन (CO2RR) एक साथ कार्बन डाइऑक्साइड के रूपांतरण और उपयोग और अक्षय स्वच्छ बिजली के कुशल भंडारण का एहसास कर सकता है, जो एक स्थायी कार्बन संसाधन रीसाइक्लिंग नेटवर्क के निर्माण के लिए अनुकूल है। हाल के वर्षों में, अनुसंधान दल ने उत्प्रेरण के दृष्टिकोण से CO2 इलेक्ट्रोकैटलिटिक कमी का एक अनूठा और गहन व्यवस्थित अध्ययन किया है, और नैनो-पीडी-आधारित उत्प्रेरक, धातु-ऑक्साइड इंटरफेस, आदि में शोध परिणामों की एक श्रृंखला हासिल की है। , CO2 इलेक्ट्रोकैटलिसिस में काफी सुधार। कमी की चयनात्मकता, गतिविधि और स्थिरता (J. Am. Chem। Soc।, Chem। Sci।, J. Am. Chem। Soc।, ACS Catal।, Angew। Chem। Int। Ed।)।

संक्रमण धातु-नाइट्रोजन-कार्बन कंपोजिट एक इलेक्ट्रोकैटलिटिक सामग्री है जिसे महान धातुओं को बदलने की उम्मीद है। शोध दल ने हाल ही में ऐसी सामग्रियों की नियंत्रित तैयारी और उनके इलेक्ट्रोकैटलिटिक गुणों (एनर्जी एनवायरन। साइंस, नैनो एनर्जी, एसीएस कैटल) पर ध्यान केंद्रित किया। ।) पिछले अध्ययनों से पता चला है कि संक्रमण धातु-नाइट्रोजन-कार्बन कंपोजिट सीओ उत्पादन करने के लिए इलेक्ट्रोकैटलिटिक कमी से सीओ 2 को कम कर सकते हैं, लेकिन जैसे-जैसे अधिकता बढ़ती है, प्रतिस्पर्धी हाइड्रोजन विकास प्रतिक्रिया (एचईआर) वर्तमान में भारी वृद्धि होती है, जिसके परिणामस्वरूप सीओ में तेजी से गिरावट आती है। फैराडे दक्षता . उच्च सीओ वर्तमान घनत्व प्राप्त करें। इसलिए, एक ही समय में उच्च CO2RR वर्तमान घनत्व और फैराडिक दक्षता प्राप्त करना संक्रमण धातु-नाइट्रोजन-कार्बन कंपोजिट के लिए एक महत्वपूर्ण चुनौती है।

इस अध्ययन में, टीम एक झरझरा नी-एन-डॉप्ड झरझरा कार्बन सामग्री तैयार करने में सफल रही, जो एक जस्ता / निकल बाईमेटेलिक जिओलाइट इमिडाज़ोल कंकाल (ZIF-8) को पाइरोलाइज़ करके मोनोडिस्पर्स है। नी प्रजाति 5.44wt% तक लोड होती है। इस Ni-N उत्प्रेरक पर, CO फैराडिक दक्षता को -0.53V से -1.03V (बनाम RHE) तक व्यापक संभावित रेंज में 92.0% और 98.0% के बीच बनाए रखा गया था। सीओ वर्तमान घनत्व overpotential के साथ वृद्धि हुई, में - 1.03 वी (बनाम आरएचई) 71.5±2.9 एमए/सेमी 2 तक पहुंच गया । लक्षण वर्णन परिणाम और तुलनात्मक प्रयोगों से पता चलता है कि समन्वय असंतृप्त नी-एन सक्रिय साइट है; घनत्व कार्यात्मक सिद्धांत गणना आगे बताती है कि NiN2V2 (V रिक्ति के लिए खड़ा है) स्थिति में HER की तुलना में CO2RR अधिक संभावित है। यह अनुमान लगाया गया है कि NiN2V2 CO2RR का सक्रिय बिट हो सकता है। . इसलिए,"सीसॉबोर्ड"संक्रमण धातु-नाइट्रोजन-कार्बन कंपोजिट पर CO2RR चयनात्मकता और प्रतिक्रिया दर की प्रभाव सीमा।

उपरोक्त शोध कार्य को चीन के राष्ट्रीय प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन, राष्ट्रीय कुंजी अनुसंधान एवं विकास कार्यक्रम, डीएमटीओ और चीनी विज्ञान अकादमी की पायलट परियोजनाओं द्वारा वित्त पोषित किया गया है।