由于電催化還原CO2制備甲酸反應(yīng)活化CO2分子的能力非常有限,而且通常不同pH值的電催化還原CO2性能差距非常大,因此阻礙了電催化還原CO2技術(shù)的實(shí)用化。
有鑒于此,安徽師范大學(xué)毛俊杰教授、楊健等報(bào)道BiS的摻雜策略,其中電化學(xué)處理導(dǎo)致BiS結(jié)構(gòu)重構(gòu)之后,生成金屬態(tài)Bi,同時(shí)保留一部分S原子。因此電化學(xué)重構(gòu)后的電催化劑能夠在非常寬的pH區(qū)間內(nèi)表現(xiàn)非常高的甲酸鹽/甲酸產(chǎn)率。
組裝的膜電解槽后,當(dāng)電流密度為700 mA cm-2,法拉第效率仍保持高達(dá)90 %。在電流密度為200 mA cm-2,膜電解槽能夠穩(wěn)定工作150 h。原位光譜表征測試和理論計(jì)算結(jié)果研究結(jié)果說明S摻雜調(diào)節(jié)Bi的電子結(jié)構(gòu),顯著的促進(jìn)HCOO*中間體和生成甲酸/甲酸鹽。這項(xiàng)研究結(jié)果為發(fā)展制備甲酸/甲酸鹽的高效穩(wěn)定電催化劑提供幫助。
參考文獻(xiàn)
Zinan Jiang, Shan Ren, Xi Cao, Qikui Fan, Rui Yu, Jian Yang, Junjie Mao, pH-Universal Electrocatalytic CO2 Reduction with Ampere-level Current Density on Doping-engineered Bismuth Sulfide, Angew. Chem. Int. Ed. 2024
DOI: 10.1002/anie.202408412
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.202408412