ChemSusChem:电催化CO2还原中质子转移动力学过程的研究

  • A+

中南大学刘敏教授团队在ChemSusChem期刊发文对电催化CO2还原中质子转移动力学过程进行了探讨,文章重点探讨了在不同催化体系调控质子转移动力学的研究策略及其对催化性能的影响机制,并对深入理解电催化反应中的质子转移动力学和面临的挑战做出了展望。


化石燃料广泛使用导致了过度CO2排放与环境危机,通过可再生能源驱动的电催化技术可将CO2转化为高附加值化学品,是促进碳中和有效方式之一。目前,亟需开发新型调控策略提升电催化CO2还原(CO2RR)性能。前期较多研究集中于活化CO2分子,进而提升催化性能,例如构造局域电场、调控催化剂几何与电子结构,缺陷或异质原子掺杂及调变电解液离子浓度等。然而,CO2RR作为多质子耦合电子转移过程,质子转移动力学对催化性能具有重要影响,前期研究出于减少析氢反应目的,更多削弱质子转移过程,这有可能也降低了CO2RR性能。近来,较多文献报道发现,调控质子转移动力学利于提升电催化CO2RR性能。因此,在电催化CO2RR还原反应中进行合理的质子动力学调控可能是优化催化性能的有潜力设计策略。



6

中南大学刘敏教授团队在ChemSusChem期刊发表前瞻性综述文章,对近年来电催化CO2还原领域调控质子转移动力学的研究工作进行了总结,归纳了单原子催化剂、分子催化剂、有机配位修饰的金属催化剂及金属异质结催化剂等典型催化体系中调控质子转移动力学的有效策略,总结了在催化活性位点周围设计有效质子作用位点的通用设计模式,阐述了调控质子转移动力学过程对催化性能的重要影响及作用机制,指出了调控质子转移动力学对CO2RR的催化活性及选择性的重要影响。该文章还进一步讨论了当前有效表征电催化反应质子转移动力学的实验手段,为其他重要电催化反应的质子转移动力学研究提供技术参考。基于前期相关研究经验总结,文章展望了研究者应关注非均相电催化反应中的质子转移动力学过程,形成基础理解与认识,并提出这一策略有可能是调变电催化反应性能一条新路径。

文信息

Proton Transfer Dynamics-Mediated CO2 Electroreduction

Dr. Shanyong Chen, Xiaoqing Li, Hongmei Li, Kejun Chen, Tao Luo, Junwei Fu, Kang Liu, Qiyou Wang, Prof. Mingshan Zhu, Prof. Min Liu


ChemSusChem

DOI: 10.1002/cssc.202202251




weinxin
我的微信
关注我了解更多内容

发表评论

目前评论:0