Reducción fotoelectroquímica de CO2 en syngas con la interfaz metal/óxido

La reducción fotoelectroquímica (PEC) de CO2 con H2O no solo ofrece una oportunidad para reducir las emisiones netas de CO2, sino que también produce materias primas químicas de valor añadido y combustibles. El syngas, una mezcla de CO y H2, es una materia prima clave para la producción de metanol y otros hidrocarburos en la industria. Sin embargo, es un desafío lograr una reducción PEC eficiente y estable de CO2 en syngas con composición controlada debido a las dificultades asociadas con la inercia química del CO2 y la compleja red de reacciones de conversión de CO2. Aquí, al emplear una interfaz metal/óxido para activar espontáneamente la molécula de CO2 y estabilizar los principales intermedios de reacción, informamos de una eficiencia de conversión solar a syngas de 0.87% y un alto número de rotación de 24,800, así como una estabilidad alta y deseable de 10 h. Además, las relaciones CO/H2 en la composición pueden ajustarse en un amplio rango entre 4:1 y 1:6 con una eficiencia faradaica total de unidad. Sobre la base de mediciones experimentales y cálculos teóricos, presentamos que la interfaz metal/óxido proporciona sitios catalíticos multifuncionales con propiedades químicas complementarias para la activación y conversión de CO2, conduciendo a una vía única que no es accesible con los componentes individuales. El enfoque presente abre nuevas oportunidades para desarrollar de manera racional sistemas PEC de alto rendimiento para la reducción selectiva de CO2 en valiosos químicos y combustibles basados en carbono.