니켈–갈륨 촉매에 의한 CO₂의 저전압에서 고도로 환원된 제품으로의 전기화학적 환원

우리는 드롭 캐스팅을 통해 준비된 세 가지 서로 다른 상의 니켈–갈륨(NiGa, Ni₃Ga 및 Ni₅Ga₃) 필름에서 CO₂를 고도로 환원된 C₂ 제품인 에틸렌과 에탄, 그리고 완전히 환원된 C₁ 제품인 메탄으로 전기 촉매 환원하는 것을 보고합니다. 중성 pH의 수용성 중탄산염 전해질에서 세 가지 상 모두에서 메탄, 에틸렌 및 에탄 생산의 시작 전위는 RHE(가역 수소 전극)에 대해 -0.48 V로 나타났으며, 이는 CO₂에서 C₂ 제품을 생산하기 위해 보고된 가장 낮은 시작 전위 중 하나입니다. 시험된 세 가지 니켈–갈륨 화학량론에 대해 유사한 제품 분포 및 시작 전위가 관찰되었습니다. 니켈–갈륨 촉매에 의해 저전류 밀도에서 C₂ 제품으로의 CO₂ 환원의 시작 전위는 다결정 구리의 것보다 >250 mV 더 양성이었으며, CO₂를 C₂ 제품과 메탄으로 환원하기 위한 현재까지 가장 낮은 과전압 중 일부를 가진 단결정 구리의 것과 거의 동일했습니다. 니켈–갈륨 필름은 또한 CO를 에틸렌, 에탄 및 메탄으로 환원하였으며, 이는 CO₂를 CO로 먼저 환원하는 메커니즘과 일치합니다. ^(13)CO₂와의 동위 원소 라벨링 실험은 검출된 제품이 CO₂의 환원에 의해 독점적으로 생성되었음을 확인했습니다.