機能性グラフェンナノリボン複合電極に埋め込まれた金ナノ粒子による電気触媒CO2還元の相乗的向上

触媒金属ナノ粒子インターフェースの安定性、選択性、活性を考慮した複雑な環境を調整することは、異形触媒設計における課題です。ここでは、CO2の電気触媒還元のために、下から合成されたグラフェンナノリボン（GNR）マトリックスに埋め込まれた金ナノ粒子（AuNP）の複合材料の内在的な性能向上を示します。電気化学的研究により、GNR複合体マトリックスの構造的および電子的特性がAuNPの電気化学的活性表面積（ECSA）を増加させ、必要なCO2還元過剰電圧を数百ミリボルト低下させ（触媒の開始 > −0.2 V 対 可逆水素電極（RHE））、ファラデー効率を高め（>90%）、安定性を著しく向上させ（>24時間持続する触媒性能）、総触媒出力を向上させます（従来の非晶質炭素AuNPサポートに対して>100倍の改善）。下から合成されたGNR-AuNP複合体の内在的な構造的および電子的調整可能性は、触媒環境に対する比類のない制御度を提供し、CO2の電気触媒還元における速度決定ステップを変化させるような深遠な効果をもたらし、ナノ粒子表面での電気触媒メカニズムを変える手段を提供します。