作者:朱雪峰等 来源:《纳米快报》 发布时间:2021/8/23 9:56:00
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高电压活化方法构建Au-ZrOx阴极

 

近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员朱雪峰、杨维慎团队提出通过高电压活化的方法,在高温固体氧化物电解池(SOEC)中原位构建出金—氧化锆(Au-ZrOx, x < 2)阴极,并将其用于二氧化碳(CO2)电还原。相关研究成果发表在《纳米快报》上。

在SOEC中进行电化学还原是将CO2转化与可再生电能储存结合的有效途径。CO2分子本身比较稳定,因此,提高SOEC的阴极活性至关重要。通常情况下,制备SOEC需要在电解质两侧通过高温焙烧阳极和阴极材料,再在阴极和阳极表面涂覆金层收集电流。然而,通过溶液法制备的金纳米颗粒在高温下容易烧结而丧失催化活性。因此,发展制备具有催化活性的金纳米催化材料的新方法具有重要意义。

研究中,团队提出通过高电压活化的方法,在800摄氏度将阴极侧金原子集流层快速构建成纳米Au-ZrOx阴极,形成了大量三相界面。该方法不仅简化了电池的制备工艺,而且使CO2还原电流密度提升38倍,极化电阻仅为此前的1/75。计算结果表明,金原子与ZrOx之间的强相互作用促进了金纳米颗粒的形成,同时提高了金纳米颗粒的高温稳定性,并且形成的纳米Au-ZrOx界面为CO2电化学还原的活性位点。该研究提出的电化学活化方法为发展纳米金属—氧化物界面催化剂提供了新思路。(来源:中国科学报 卜叶)

相关论文信息:https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c02227

 
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