Ein hochaktiver Stern-Dekader-Cu-Nanokatalysator zur Kohlenwasserstoffproduktion bei niedrigen Überpotenzialen

Zusammenfassung Die elektrochemische CO2-Reduktionsreaktion (CO2 RR) stellt einen praktikablen Ansatz dar, um CO2-Gas in kohlenstoffarme Brennstoffe umzuwandeln. Daher ist die Entwicklung hochaktiver Katalysatoren bei niedrigem Überpotential für diese Reaktion erwünscht. Hier wird eine hochgradige Synthese von einzigartigen Stern-Dekader-Cu-Nanopartikeln (SD-Cu-NPs) als Elektro-Katalysatoren berichtet, die Zwillingsgrenzen (TBs) und multiple Stapelfehler aufweisen, die zu niedrigen Überpotentialen für Methan (CH4) und hoher Effizienz bei der Ethylenproduktion (C2H4) führen. Besonders bemerkenswert ist, dass SD-Cu-NPs ein Anfangspotential für die CH4-Produktion aufweisen, das um 0,149 V niedriger ist als das von kommerziellen Cu-NPs. Noch beeindruckender ist, dass SD-Cu-NPs eine faradaische Effizienz von 52,43 % ± 2,72 % für die C2H4-Produktion bei −0,993 ± 0,0129 V zeigen. Die Ergebnisse belegen, dass die oberflächen-stapelfehler und Zwillingsdefekte die CO-Bindungsenergie erhöhen, was zu einer verbesserten CO2 RR-Leistung bei SD-Cu-NPs führen."