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張彪彪JACS：InNCN工業(yè)級電催化CO2還原制甲酸

時間：2023-06-20 來源：瀏覽：

張彪彪JACS：InNCN工業(yè)級電催化CO2還原制甲酸

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發(fā)展工業(yè)級電化學(xué)還原 CO ₂ 制備甲酸鹽（ HCOO ^- ） / 甲酸（ HCOOH ）過程需要高活性電催化劑。但是通常催化劑因為不可避免的自還原產(chǎn)生結(jié)構(gòu)變化，導(dǎo)致在工業(yè)電流缺乏長期穩(wěn)定性。

有鑒于此， 西湖大學(xué)張彪彪等 研究通過線性 [NCN] ^2- 構(gòu)筑 InNCN 納米粒子作為催化劑，用于 CO ₂ 還原制備 HCOO ^- 。

本文要點

要點1. 在部分電流密度為 250 mA cm ^-2 的 HCOO- 法拉第效率達到 96 % ，而且僅需要 -0.72 V _RHE 就實現(xiàn)了 400 mA cm ^-2 甲酸鹽電流密度，能夠在 ~125 mA cm ^-2 電流密度連續(xù) 160 h 制備純 HCOOH 。

要點2. InNCN 的優(yōu)異活性和穩(wěn)定性來自獨特的結(jié)構(gòu)， [NCN] ^2- 配體的 σ- 鍵供體，結(jié)構(gòu)能夠在 [N=C=N] ^2- 和 [N≡C-N] ^2- 之間變化，并且具有開放的骨架結(jié)構(gòu)。

這項工作驗證金屬氰化物是具有前景的電化學(xué)還原 CO ₂ 催化劑材料，拓展了 CO ₂ 還原催化劑的種類，有助于理解催化劑的結(jié)構(gòu) - 活性關(guān)系。

Bingquan Jia, Zhe Chen, Chengjin Li, Zhuofeng Li, Xiaoxia Zhou, Tao Wang, Wenxing Yang, Licheng Sun, and Biaobiao Zhang*, Indium Cyanamide for Industrial-Grade CO ₂ Electroreduction to Formic Acid, J. Am. Chem. Soc. 2023

DOI: 10.1021/jacs.3c04288

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c04288

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