邱介山/于暢Nano Energy：FE近100%！O-Pd-Cl催化劑-電解質(zhì)界面增強Pd/C催化劑助力CO2電還原為CO
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碳負(fù)載的鈀（PD）催化劑具有高活性，但在CO 2 電化學(xué)還原反應(yīng)（CO 2 RR）過程中易被原位形成的一氧化碳（CO）毒害。
基于此， 大連理工大學(xué)邱介山教授和于暢教授（共同通訊作者）等人 報道了一種通過操縱在飽和KCl電解質(zhì)中催化劑-電解質(zhì)界面來提高Pd/C催化劑的CO耐受性和活性的新方法。
重構(gòu)的Pd/C催化劑可以實現(xiàn)接近100%的CO法拉第效率（FE CO ），并具有高穩(wěn)定性和CO耐受性，可在H-型電池和流動電池中分別在超過2000 ppm和23200 ppm的CO存在下保持更好的活性。
DFT計算，以探究不同催化劑的電子結(jié)構(gòu)和CO在不同催化劑表面結(jié)合能的差異。對比PdO（101）和O-Pd-Cl的模型結(jié)構(gòu)，在Pd（111）上觀察到大的電荷積累區(qū)域，表明CO分子與Pd/C催化劑的Pd（111）位點之間存在強相互作用。
結(jié)果發(fā)現(xiàn)，CO在Pd、PdO和O-Pd-Cl表面的吸附能分別為-1.91 eV、-1.41 eV和-1.36 eV，這表明O-Pd-Cl表面的CO結(jié)合能力較弱。
此外，作者還分析了上述三種模型的Bader電荷與CO*吸附狀態(tài)的差異。O-Pd-Cl表面和CO之間轉(zhuǎn)移的電子較少（0.067 e），進(jìn)一步表明O-Pd-C1和CO分子之間的相互作用較弱。因此，重構(gòu)的Pd/C催化劑可以高度耐受CO，并防止催化劑在KCl電解質(zhì)中CO 2 RR期間中毒。
總之，Pd/C催化劑的高穩(wěn)定性可在KCl電解質(zhì)中得到有效增強，這源于催化劑-電解質(zhì)界面處形成的O-Pd-Cl，具有弱CO吸附和高CO耐受性，而KCl電解質(zhì)中水分子產(chǎn)生的新微環(huán)境是Pd/C催化劑上FE CO 增強的原因。
Robust O-Pd-Cl Catalyst-Electrolyte Interfaces Enhance CO Tolerance of Pd/C Catalyst for Stable CO 2 Electroreduction. Nano Energy, 2022 , DOI: 10.1016/j.nanoen.2022.107957.
https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2022.107957.
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