कार्बन डाइऑक्साइड के कुशल इलेक्ट्रोकैटेलिटिक रिडक्शन के अध्ययन में नई प्रगति

हाल ही में, चीनी विज्ञान अकादमी के डालियान इंस्टीट्यूट ऑफ केमिकल फिजिक्स के कैटेलिसिस की स्टेट की प्रयोगशाला के बाओ शिनहे और वांग गुओक्सियोंग की टीम ने कार्बन डाइऑक्साइड की उच्च दक्षता वाले इलेक्ट्रोकैटेलिटिक कमी के अनुसंधान में नई प्रगति की है।संबंधित परिणाम ऊर्जा घेरना.एससीआई पर प्रकाशित किए गए हैं।

कार्बन डाइऑक्साइड इलेक्ट्रोकैटेलिटिक रिडक्शन (CO2RR) कार्बन डाइऑक्साइड के रूपांतरण और उपयोग तथा अक्षय स्वच्छ बिजली के कुशल भंडारण को एक साथ साकार कर सकता है, जो एक स्थायी कार्बन संसाधन रीसाइक्लिंग नेटवर्क के निर्माण के लिए अनुकूल है। हाल के वर्षों में, अनुसंधान दल ने उत्प्रेरक के दृष्टिकोण से सीओ 2 इलेक्ट्रोकैटेलिटिक रिडक्शन का एक अनूठा और गहन व्यवस्थित अध्ययन किया है, और नैनो-पीडी-आधारित उत्प्रेरक, धातु-ऑक्साइड इंटरफेस आदि में अनुसंधान परिणामों की एक श्रृंखला हासिल की है, जो सीओ 2 इलेक्ट्रोकैटेलिसिस में काफी सुधार करता है। कमी की चयनात्मकता, सक्रियता और स्थिरता (जे. एम. केम. सोक., केम. साइंस., जे. एम. केम. सोक., एसीएस कैटल., एंज्यू. केम. इंट. एड.)।

संक्रमण धातु-नाइट्रोजन-कार्बन कंपोजिट एक इलेक्ट्रोकैटलिटिक सामग्री है, जिससे महान धातुओं की जगह लेने की उम्मीद है। शोध दल ने हाल ही में ऐसी सामग्रियों की नियंत्रित तैयारी और उनके इलेक्ट्रोकैटलिटिक गुणों (एनर्जी एनवायरनमेंटल साइंस, नैनो एनर्जी, एसीएस कैटल) पर ध्यान केंद्रित किया है। .). पिछले अध्ययनों से पता चला है कि संक्रमण धातु-नाइट्रोजन-कार्बन कंपोजिट सीओ का उत्पादन करने के लिए इलेक्ट्रोकैटलिटिक कमी द्वारा सीओ2 को कम कर सकते हैं, लेकिन जैसे-जैसे ओवरपोटेंशियल बढ़ता है, प्रतिस्पर्धी हाइड्रोजन विकास प्रतिक्रिया (एचईआर) वर्तमान में काफी वृद्धि होती है, जिसके परिणामस्वरूप सीओ फैराडे दक्षता में तेजी से गिरावट आती है। 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 ने एक छिद्रयुक्त नी-N-डॉप्ड छिद्रयुक्त कार्बन पदार्थ तैयार करने में सफलता प्राप्त की, जिसे जिंक/निकल बाईमेटेलिक जिओलाइट इमिडाज़ोल कंकाल (जीव नाम-8) के पायरोलाइज़िंग द्वारा मोनोडिस्पर्स किया जाता है। नी प्रजाति का भार 5.44wt% तक होता है। इस नी-N उत्प्रेरक पर, सीओ फैराडिक दक्षता -0.53V से -1.03V (बनाम आरएचई) की विस्तृत संभावित सीमा में 92.0% और 98.0% के बीच कायम रखी गई थी। सीओ धारा घनत्व ओवरपोटेंशियल के साथ बढ़ा, -1.03 V (बनाम आरएचई) में 71.5±2.9 एमए/सेमी 2 पर पहुंच गया। लक्षण वर्णन के परिणाम और तुलनात्मक प्रयोग दिखाते हैं कि समन्वय असंतृप्त नी-N सक्रिय साइट है यह अनुमान लगाया गया है कि NiN2V2 CO2RR का सक्रिय भाग हो सकता है। इसलिए, असंतृप्त नी-N सक्रिय साइट्स का उच्च-भारित समन्वय एक साथ CO2RR के उच्च धारा घनत्व और फैराडिक दक्षता को प्राप्त करता है, जो संक्रमण धातु-नाइट्रोजन-कार्बन कंपोजिट पर CO2RR चयनात्मकता और प्रतिक्रिया दर की "seesawboard" प्रभाव सीमा को तोड़ता है।

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