Последний прорыв в исследованиях по сокращению выбросов углекислого газа связан с недавно разработанным катализатором на основе олова, который эффективно производит этанол и представляет собой важный шаг вперед в технологии возобновляемых источников энергии. Преобразование электрохимической реакции восстановления углекислого газа (CO2RR) в углеродное топливо предлагает многообещающую стратегию по сокращению выбросов углекислого газа и содействию использованию возобновляемых источников энергии.

Серийные одноатомные электрокатализаторы осуществляют восстановление углекислого газа до этанола. Источник: ДИКП

Проблемы сокращения выбросов CO2

Жидкие продукты Cn (n≥2) популярны благодаря своей высокой энергетической плотности и простоте хранения. Однако манипулирование путями сопряжения CC остается проблемой из-за ограниченного понимания механизмов.

Недавно исследовательская группа под руководством профессоров Чжан Тао и Хуан Яньцяна провела революционное исследование в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе. Исследовательская группа под руководством профессоров Чжан Тао и Хуан Яньцяна из Даляньского института химической физики Китайской академии наук разработала тандемный электрокатализатор на основе олова (SnS2@Sn1-O3G). В условиях -0,9 VRHE и геометрической плотности тока 17,8 мА/см2 катализатор может воспроизводимо генерировать этанол с фарадеевской эффективностью до 82,5%.

Исследование было недавно опубликовано в научном журнале Nature Energy.

Исследователи создали SnS2@Sn1-O3G, проведя сольвотермическую реакцию SnBr2 и тиомочевины на трехмерной углеродной пене. Этот электрокатализатор состоит из нанолистов SnS2 и атомно-дисперсных атомов Sn (Sn1-O3G).

Механистические исследования показывают, что этот Sn1-O3G может адсорбировать промежуточные соединения *CHO и *CO(OH) соответственно, тем самым способствуя образованию связей CC посредством беспрецедентного пути сочетания формил-бикарбоната.

Кроме того, используя меченые изотопами реагенты, исследователи проследили путь образования атомов C в конечном продукте C2, образующемся на катализаторе Sn1-O3G. Анализ показал, что метил С в продукте произошел от муравьиной кислоты, а метилен С — от диоксида углерода.

Профессор Хуанг сказал: «Наше исследование предоставляет альтернативную платформу для образования связей CC в синтезе этанола и стратегию управления путем восстановления углекислого газа для получения желаемого продукта».