O CO2 é primeiro eletroquimicamente reduzido em CO e, em seguida, o CO se difunde para Zn-N-C para posterior conversão em CH 4 sobre o catalisador em tandem CoPc @ Zn-N-C. Crédito:LIN Long e LIU Tianfu
Reação de redução de dióxido de carbono (CO 2 RR) usa eletricidade renovável para converter dióxido de carbono e água em combustíveis e produtos químicos, que é considerada uma forma eficaz de realizar simultaneamente a reciclagem do carbono e o armazenamento de energia renovável.
A conversão eletrocatalítica de dióxido de carbono em hidrocarbonetos envolve um processo de reação de redução de múltiplos elétrons, enfrentando problemas como vias de conversão complexas e dificuldade no controle de seletividade.
Um grupo de pesquisa liderado pelo Prof. Wang Guoxiong e Prof. Bao Xinhe do Instituto Dalian de Física Química (DICP) da Academia Chinesa de Ciências CO aprimorado 2 eletrredução a metano com catalisador tandem de cobalto ftalocianina (CoPc) e zinco-nitrogênio-carbono (Zn-N-C).
Eles alcançaram alta atividade de CH 4 produção em CO 2 RR em um catalisador não baseado em cobre, e forneceu uma nova estratégia para a redução eletrocatalítica de dióxido de carbono em hidrocarbonetos.
Este trabalho foi publicado em Angewandte Chemie International Edition em 4 de setembro.
Comparado com CoPc ou Zn-N-C sozinho, a razão de taxa de metano / monóxido de carbono deste catalisador em tandem CoPc e Zn-N-C foi aumentada em mais de 100 vezes.
Cálculos da teoria funcional da densidade e resultados experimentais comparativos mostraram que o dióxido de carbono foi primeiro reduzido a monóxido de carbono no CoPc, e então o monóxido de carbono se difundiu no Zn-N-C e foi posteriormente convertido em metano.
Esta estratégia catalítica em tandem converteu dióxido de carbono em metano e decompôs o processo em reações eletrocatalíticas em tandem em dois sítios ativos. Neste sistema catalítico em tandem, CoPc forneceu monóxido de carbono para reter o hidrogênio adsorvido no nitrogênio adjacente no sítio Zn-N, aumentando assim a taxa de produção de metano.
