通常,由于CO产物对反应位点的毒化,铁基材料上的CO2还原反应(CO2RR)是不利的。通过碳化调节Fe位点的电子结构,可以优化CO结合强度以促进CO2RR。
近日,中科院宁波材料所Liang Chen采用双重N-消除策略来合成和稳定很少报道的碳化铁相Fe2C纳米团簇,其平均直径为1.07 nm,被约束在拓扑碳缺陷中。
文章要点
1)值得注意的是,超细Fe2C团簇在电催化CO2RR方面表现出优异的性能,与可逆氢电极相比,它可以驱动8.53 mA cm-2的电流密度,在-0.7 V下产生CO的法拉第效率为97.1%。
2)密度泛函理论计算表明,纳米Fe2C团簇与CO的结合比Fe结晶表面和其他铁碳化物弱得多,从而促进了CO解吸和整个CO2RR过程。
参考文献
Jianwei Su, et al, Ultrafine Fe2C Iron Carbide Nanoclusters Trapped in Topological Carbon Defects for Efficient Electroreduction of Carbon Dioxide, Adv. Energy Mater. 2023
DOI: 10.1002/aenm.202204391
https://doi.org/10.1002/aenm.202204391