ما وراء الأسلوب في النشاط والاستقرار نحو اختزال ثاني أكسيد الكربون إلى الفورمات باستخدام محفز البزموت

إن الإنتاج المباشر للفورمات من ثاني أكسيد الكربون باستخدام محفزات قائمة على البزموت يوفر طريقًا واعدًا لإنتاج مواد كيميائية هامة باستخدام الكهرباء المتجددة. ومع ذلك، فإن النشاط والاستقرار لا يزالان في حالة من التراجع بسبب الهيكل غير المستقر للحفازات وحالاتها تحت ظروف الكهرباء الكيميائية. لا يزال اختزال ثاني أكسيد الكربون إلى الفورمات يواجه توازنًا بين النشاط والاستقرار، خاصة عند كثافات تيار عالية. هنا، قدمنا استراتيجية تعديل واجهة المعادن-الكربون لتصنيع محفز نانو بزموت (Bi-DC) مع هيكل مكاني مستقر وواجهة فريدة من نوعها محبة لثاني أكسيد الكربون وماء غير محب. نتيجة لذلك، كانت لدى Bi-DC قدرة ملحوظة على اختزال ثاني أكسيد الكربون إلى الفورمات في محلول قريب من حيادي (1 M KHCO3) وكانت قابلة للمقارنة حتى مع نشاط ثاني أكسيد الكربون إلى الفورمات في الأنظمة الأساسية بشكل قوي، بالإضافة إلى كثافة تيار جزئي عالية ومعدل تشكيل للفورمات من −378 mA cm–2 و7 mmol cm–2 h–1، على التوالي. كما حقق التحليل الكهربي المستقر لمدة 120 ساعة عند 0.4 A في مفاعل تجميع الأقطاب وعمَل بشكل مستقر حتى عند تيار كبير صناعي يبلغ 5 A. دفعت أنواع الكربون إعادة تشكيل وتوزيع المكون النشط Bi، إلى جانب تأثير الاقتلاع المكاني الذي سهل تشكيل الفورمات وحقق تحليلًا كهربائيًا مستقرًا على المدى الطويل.