二氧化碳還原電催化劑研究取得突破

  近日，復(fù)旦大學(xué)先進(jìn)材料實(shí)驗(yàn)室教授鄭耿鋒課題組在二氧化碳還原（CO2 RR）電催化劑研究方面取得重要進(jìn)展，相關(guān)論文以《水蒸氣刻蝕氮摻雜碳材料以優(yōu)化二氧化碳的電催化還原》）為題發(fā)表于《先進(jìn)能源材料》該論文第一作者為先進(jìn)材料實(shí)驗(yàn)室2014級(jí)碩士研究生崔曉琦和潘志勇。

  二氧化碳（CO2）作為化石燃料燃燒產(chǎn)生的主要物質(zhì)被認(rèn)為是造成全球變暖的主要原因。電催化還原二氧化碳被認(rèn)是降低大氣中二氧化碳含量的有效途徑之一。氮摻雜的碳材料作為一種二氧化碳電催化劑受到人們廣泛關(guān)注，由于吡啶氮、吡咯氮、石墨氮對(duì)水分子的吸附能力不同，即水蒸氣更容易吸附在吡啶氮和石墨氮上，卻難以吸附在吡咯氮上，所以當(dāng)高溫水蒸氣通過氮摻雜的碳納米管時(shí)，鄰近吡啶氮和石墨氮的碳原子更容易被刻蝕除去，使吡啶氮和石墨氮脫落。而相對(duì)較多的吡咯氮被保留下來，使體系中吡咯氮所占的比例升高，從而顯著降低了電化學(xué)還原水產(chǎn)氫反應(yīng)（HER）的法拉第效率，并提高了二氧化碳還原生成一氧化碳（CO）的效率。在-0.5V vs. RHE的電位下，CN-H-CNTs電催化CO2 RR生成CO的法拉第效率達(dá)到了最大值88%。

  這項(xiàng)工作借助有利于大規(guī)模生產(chǎn)的簡(jiǎn)單方法有效調(diào)控了氮摻雜碳材料中的氮摻雜類型，并大幅度提高了CO2 RR生成CO的催化活性和選擇性。