2023年9月21日,本团队在《Journal of Alloys and Compounds》期刊(影响因子=6.2, JCR一区)上在线发表了题为“Atomically dispersed copper-nickel electrocatalyst for highly selective electroreduction of CO2 at a wide potential range”的研究成果。该成果由西南科技大学材料与化学学院、环境友好能源材料国家重点实验室、生物质材料教育部工程研究中心等单位合作完成。
为提升电催化二氧化碳还原(ECR)的性能,亟需开发具有低过电位、高选择性等特点的催化材料。基于此,本文成功设计并制备了一种新型氮掺杂碳支撑的双原子催化剂CBN-CuNi。该催化剂由原子分散的CuN4和NiN4双金属中心组成,其在−0.60~−1.10 V的宽电位范围内表现出优异的ECR选择性(>90%)和稳定性(在-0.8 V下,40 h连续电解的CO法拉第效率>90%),且在-0.9V下,CO法拉第效率可达97.9%。此外,利用HAADF-STEM、XPS、XANES和EXAFS等表征深入研究了该催化剂性能优异的原因。同时,利用理论计算证明了相邻Ni和Cu位点在促进CO生成中的协同效应。本工作的开展为设计实用、稳定、高性能的ECR或其他催化反应的异核双原子催化剂提供了有效策略,助力人工碳循环和解决环境问题。
本研究工作得到了国家自然科学基金、中国博士后科学基金等项目的支持。
Zeyu Cao, Jingfeng Li, Xinai Zhang, Bo Zhang, Jinchao Li*, Yaping Zhang*, Qingchun Zhang, Ping Zhang, Yingze Song, Atomically dispersed copper-nickel electrocatalyst for highly selective electroreduction of CO2 at wide potential range, Journal of Alloys and Compounds, 968 (2023) 172250.
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