(111) مركب Cu2Mg بين الفلزات موجه نحو الوجه مع مواقع Cu3-Mg للاختزال الكهروكيميائي لثاني أكسيد الكربون إلى الإيثانول بكثافة تيار صناعي

الملخص: يعد الاختزال الكهروكيميائي الفعال للإيثانول من ثاني أكسيد الكربون تحديًا بسبب انخفاض الانتقائية عند معدلات التحليل الكهربائي العالية لثاني أكسيد الكربون، وذلك بسبب المنافسة مع الهيدروجين والمنتجات الأخرى الناتجة عن الاختزال. تعتبر المحفزات الكهروكيميائية ثنائية المعدن المكونة من النحاس مرشحة محتملة لتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى الإيثانول، لكن تركيز المعدن الثانوي كان بشكل رئيسي على المكونات النشطة (مثل الفضّة والقصدير) للاختزال الكهروكيميائي لثاني أكسيد الكربون، والتي تعزز أيضًا انتقائية الإيثيلين أو منتجات الاختزال الأخرى بدلاً من الإيثانول. تم منح اهتمام محدود لفلزات الأرض القلوية بسبب خصائصها الكيميائية النشطة بطبيعتها. هنا، قمنا بتخليق مركب بين الفلزات (111) موجه نحو الوجه نانو Cu2Mg (المسمى Cu2Mg(111)) مع مواقع Cu3-Mg مرتبة بكثافة عالية. أظهرت قياسات طيف رامان في الموقع وحسابات نظرية الدالة الكثافة أن المواقع النشطة Cu3−−−Mg−+ سمحت بزيادة تغطية السطح *CO، وتقليل طاقة التفاعل لتجميع *CO−CO، واستقرار الوسطيات *CHCHOH، مما يعزز بذلك مسار تكوين الإيثانول. أظهر محفز Cu2Mg(111) قيمة عالية من FE C2H5OH تساوي 76.2±4.8% عند 600 mA⋅cm−2، وقيمة ذروة | j C2H5OH | تبلغ 720±34 mA⋅cm−2، تقريبًا 4 مرات مقارنة بالـ Cu2Mg التقليدي الذي يحمل الأوجه (311)، مما يجعلهComparable للقيم الأفضل المسجلة لتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى الإيثانول.