كوبالت فثالوسيانين الموزع جزيئيًا يتوسط اختزال CO2 انتقائي ومستدام في خلية تدفق غشائية

الملخص يوفر التحويل الكهربائي عالي المعدل من CO2 إلى CO استراتيجية مفضلة لتحقيق حياد الكربون. تُعرف المحفزات الجزيئية، خاصة تلك التي تحتوي على مراكز نشطة معدنية معزولة، بأنها محفزات كهربائية فعالة لتحويل CO2 إلى CO بسبب انتقائيتها العالية ونشاطها البارز؛ ومع ذلك، فإن مزيج التخليق القابل للتحكم والاستخدام المستدام عند كثافات التيار الصناعية لا يزال يمثل تحديًا. هنا، تم تطوير كوبالت فثالو سيانين موزع جزيئيًا محمل على الأنابيب النانوية الكربونية لعملية التحليل الكهربائي طويلة الأمد من CO2 إلى CO عند تيار عالي. يظهر المحفز الناتج انتقائية عالية لـ CO مع كفاءة فاردايك قصوى تبلغ 97% ويؤدي كثافة تيار تبلغ -200 مللي أمبير سم−2 في خلية تدفق مع TOF تبلغ 83.9 ثانية−1، والذي يُعتبر من بين أفضل المحفزات الكهربائية الانتقائية لـ CO. مع سلسلة من تجارب تحميل النقع، تم التحقيق في عملية التوزيع الجزيئي أو التجميع. بالإضافة إلى ذلك، تم تحقيق تطبيق التحليل الكهربائي الانتقائي والمستدام عند تيار 0.25 أمبير لمدة تصل إلى 38.5 ساعة في تكوين MEA قابل للتوسع. تظهر الخصائص اللاحقة متانة قوية مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بتوزيع CoPc. تقدم هذه الدراسة إنجازًا في تحفيز إنتاج CO على نطاق تجاري باستخدام محفزات فثالو سيانين موزعة جزيئيًا.