Hydroxylreiche Zn/Co-basierte bimetallische Schichtkatalysator für verbesserte CO2-Elektrolyse zu CO

Die lokale CO2-Konzentration und der effiziente Elektronentransfer sind entscheidend für die Aktivierung von CO2. Hier haben wir ein hydroxyllastiges Zn/Co-Doppelhydroxid (Zn2Co3(OH)10∙2 H2O) mittels einer einfachen solvothermalen Methode entwickelt. Die elektronische Wechselwirkung zwischen Zn und Co induziert nicht nur die Bildung von reichlich vorhandenen Sauerstoffvacanzen, sondern schafft auch elektronisch angereicherte Co-Stellen, die kollektiv ein hochsynergetisches katalytisches Zentrum bilden. Gleichzeitig erhöhen die reichhaltigen Hydroxylgruppen auf der Katalysatoroberfläche die lokale CO2-Konzentration und dienen als Protonenreservoir. Aufgrund dieser einzigartigen Konfiguration erreicht der Katalysator eine hohe Faradaische Effizienz für CO (über 88%) über einen breiten Potentialbereich (-1,13 V bis -0,73 V vs. RHE) und eine Stromdichte von 50 mA cm−2. Mechanistische Studien zeigen, dass das synergetische Zentrum die Bildung und Stabilisierung des Schlüssel- *COOH-Intermediats fördert, wodurch eine effiziente CO2-zu-CO-Umwandlung bei reduziertem Übertrompotential ermöglicht wird. Diese Arbeit unterstreicht die Bedeutung der Entwicklung bimetallischer elektronischer Synergien bei der Gestaltung leistungsstarker CO2-Reduktions-Elektrokatalysatoren.