محفز Cu2O–Ag المزخرف بالبلاتين يعزز اختزال CO2 إلى C2H4 من خلال تحسين امتصاص وتحويم الوسط المتقطع *CO

تقدم تفاعل اختزال CO2 المحفز كهربائيًا (CO2RR) إلى منتجات عالية القيمة المضافة، مثل الإيثيلين (C2H4)، نهجًا واعدًا لتحقيق الحياد الكربوني. على الرغم من أن الدراسات الأخيرة قد ذكرت أن محفزًا متسلسلًا (مثل أنظمة Cu–Ag) يظهر ميزة في إنتاج C2H4، فإن تطبيقه العملي يتم عرقلته إلى حد كبير بواسطة ما يلي: (1) لا يمكن للمحفز المتسلسل التقليدي تثبيت *CO المتقطع بفعالية، مما يؤدي إلى بطء ترابط C–C، و (2) القدرة غير الكافية على تنشيط H2O تعيق هدرجة الوسطاء. لتجاوز هذا الاختناق، تم إدخال البلاتين (Pd) هنا في Cu2O–Ag، وهو محفز متسلسل تقليدي نموذجي، لبناء محفز ثلاثي Cu2O–Pd–Ag. تثبت التجارب الواسعة وحسابات نظرية الكثافة الوظيفية أن Pd يمكن أن يثبت بكفاءة *CO المتقطع ويعزز تنشيط H2O، مما يساهم في ترابط C–C وهدرجة الوسطاء، وهما الخطوتان الرئيسيتان في تحويل CO2 إلى C2H4. بفضل التآزر الفعال بين Cu2O وPd وAg، يحقق المحفز الثلاثي المثالي Cu2O–Pd–Ag اختزال CO2RR نحو C2H4 بكفاءة فارادائية تبلغ 63.2% عند −1.2 VRHE، وهو أعلى من ذلك الذي تحقق بواسطة Cu2O–Ag ومعظم المحفزات الأخرى المبلغ عنها. يعد هذا العمل استكشافًا مثمرًا لمحفز ثلاثي نادر، مما يوفر مسارًا جديدًا لبناء محفز كهربائي فعال لاختزال CO2RR.