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?Appl. Catal. B.：使用2 nm氧化錫納米粒子將CO2連續(xù)電化學(xué)還原為甲酸鹽

CO₂轉(zhuǎn)化的催化過程由于環(huán)境和潛在的經(jīng)濟(jì)效益，在整個電化學(xué)反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)化為增值產(chǎn)品是非常有吸引力的，其中甲酸鹽是制藥或皮革工業(yè)中廣泛使用的化學(xué)商品，而甲酸可以作為直接甲酸燃料電池（DFAFC）的燃料（甲酸溶液濃度≥0.5 M）用于發(fā)電并且被認(rèn)為是最高附加值的CO₂電還原產(chǎn)品之一。而氧化錫納米顆粒（SnO₂?NPs）被認(rèn)為是CO₂還原反應(yīng)（CO₂RR）生產(chǎn)甲酸鹽的優(yōu)異電催化劑之一。

基于此，索邦大學(xué)Carlos M.Sánchez-Sánchez等人通過無模板且簡便的水熱微波輔助方法合成的結(jié)晶和高比表面積SnO₂?NPs（平均直徑為2.4 nm），可作為在流動電解槽內(nèi)高電流密度連續(xù)CO₂RR生產(chǎn)甲酸鹽的電催化劑。在300 mA cm^-2下以44.9%的法拉第效率實現(xiàn)了27 g L^-1的最大甲酸鹽濃度值，操作長達(dá)10小時依舊非常穩(wěn)定。這是迄今為止在等效條件下使用流動電解槽和陰極電解液的Sn基電催化劑報道的最高甲酸鹽濃度值。

開發(fā)基于SnO₂電極可顯示出更高的電導(dǎo)率以減少電能損耗并在陰極電解液中采用更高的支持電解質(zhì)濃度，結(jié)合新的離子膜分離器，能夠減少從陰極電解液到陽極電解液的甲酸鹽交叉影響，其中甲酸鹽可以被氧化為CO₂。這將使SnO₂NPs上的CO₂RR生產(chǎn)甲酸鹽的效率可在高電流密度下顯著提高。

Continuous electroconversion of CO₂ into formate using 2 nm tin oxide nanoparticles. Appl. Catal. B., 2021.

https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2021.120447

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