Pesquisadores realizam eletrossíntese pareada de carbonato de dimetila com

2 de fevereiro de 2023

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por Liu Jia, Academia Chinesa de Ciências

Normalmente, em uma célula eletroquímica tradicional com um separador de membrana, os produtos da reação catódica de redução de CO2 (CO2RR) geralmente estão em formas reduzidas. A evolução anódica de O2 não desempenha um papel na expansão do escopo do produto.

O carbonato de dimetilo (DMC, CH3OCOOCH3) é uma matéria-prima química benigna para o meio ambiente. A eletrossíntese emparelhada convergente de DMC representa uma revolução importante para a produção de DMC.

Em um estudo publicado na Energy & Environmental Science, um grupo de pesquisa liderado pelo grupo do Prof. Zhu Qilong do Instituto Fujian de Pesquisa sobre a Estrutura da Matéria da Academia Chinesa de Ciências relatou um catalisador de átomo único de Ni (Ni SAC) para CO2- conversão para CO e a eletrossíntese emparelhada convergente de DMC.

Os pesquisadores descobriram que a eletrossíntese emparelhada convergente acopla a reação de oxidação do íon haleto anódico e o CO2RR catódico para gerar os principais intermediários para a síntese do DMC. Durante esta conversão, a eficiente conversão catódica de CO2-para-CO desempenha um papel dominante, inspirando um grande esforço para controlar a micro-nanoestrutura dos eletrocatalisadores.

Eles também revelaram que o Ni SAC superestruturado de canal duplo com uma configuração única de coordenação local ligada por meio de um átomo de oxigênio axial e quatro átomos de nitrogênio planares é construído de forma controlada e é capaz de fornecer um desempenho preeminente para a conversão de CO2 para CO, alcançando o desempenho exclusivo alta eficiência faradaica (FE) e densidades de corrente parciais com excelente estabilidade.

Em virtude da manipulação atômica para nanoscópica e microscópica do Ni SAC penta-coordenado para produção de CO, a eletrossíntese pareada convergente de DMC a partir de CO2 foi realizada de forma pioneira, realizando o alto FE de DMC.

O estudo do mecanismo revelou que tal configuração de coordenação axial de oxigênio é útil para diminuir as barreiras de energia para a geração do intermediário chave *COOH e a dissociação de H2O e CH3OH, acelerando a eletrossíntese emparelhada convergente.

Este estudo sugere que a prova de conceito na inovadora eletrossíntese pareada convergente pode abrir um novo horizonte nas áreas de utilização de CO2.

Mais Informações: Xiaofang Li et al, Eletrossíntese pareada convergente de carbonato de dimetila a partir de dióxido de carbono, possibilitada pelo projeto da superestrutura de catalisadores de átomo único de níquel coordenados axiais por oxigênio, Energy & Environmental Science (2022). DOI: 10.1039/D2EE03022E

Informações do jornal:Energia e Ciência Ambiental

Fornecido pela Academia Chinesa de Ciências