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新型催化劑實現(xiàn)高溫二氧化碳電解性能明顯提升
時間：2024-07-02 來源：科學網(wǎng)
近日，中國科學院大連化學物理研究所與中國科學院過程工程研究所合作，在固體氧化物電解池（SOEC）陰極高溫二氧化碳電解反應(yīng)活性調(diào)控方面取得新進展，通過精準構(gòu)筑高溫穩(wěn)定的單原子催化劑，實現(xiàn)高溫二氧化碳電解性能明顯提升。相關(guān)成果發(fā)表在《德國應(yīng)用化學》上。
SOEC因其高電流密度、高法拉第效率、低過電勢等優(yōu)勢，被認為是一種具有廣泛應(yīng)用前景的二氧化碳電催化轉(zhuǎn)化器件。其中，陰極二氧化碳吸附和活化對于高溫二氧化碳電解至關(guān)重要。然而，現(xiàn)有陰極材料中的氧離子導體電催化活性較低，制約了SOEC性能的進一步提升。
本研究利用高溫有氧焙燒法將單原子Ru錨定在SOEC陰極中氧離子導體表面，二者間存在的強共價金屬-載體相互作用，可有效提升單原子的高溫穩(wěn)定性，同時，能夠調(diào)控SDC表面電子結(jié)構(gòu)，促進氧空位形成，增強二氧化碳吸附和活化，最終顯著降低SOEC歐姆電阻和極化電阻，實現(xiàn)高溫二氧化碳電解活性大幅度提升。
該工作擴展了單原子催化劑在SOEC高溫電催化領(lǐng)域中的應(yīng)用，發(fā)展了一種可在原子尺度上優(yōu)化SOEC陰極電子結(jié)構(gòu)和電催化活性的研究策略，為高效SOEC陰極材料的設(shè)計提供了參考。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1002/ange.202313361
