Un equipo de investigación dirigido por los Profesores CHEN Wei y WEI Wei del Instituto de Investigación Avanzada de Shangai (SARI) de la Academia China de Ciencias ha desarrollado nuevos catalizadores de grafeno/carburo de silicio (SiC) para la fotoelectrorreducción eficaz de CO2 a etanol (C2H5OH).
El catalizador compuesto, que consta de un sustrato de SiC, una capa interfacial (IL) y una sobrecapa de grafeno de pocas capas, puede ayudar a lograr un control preciso de los intermediarios activos para el acoplamiento C-C.
Una estructura óptima de la IL permite que los electrones fotogenerados del sustrato de SiC se transfieran fácilmente a los sitios activos de la capa de grafeno. A continuación, los productos intermedios de la reacción pueden formarse y estabilizarse eficazmente gracias a su fuerte adsorción en los sitios activos y a la alta densidad de electrones de la superficie de grafeno.
Los investigadores descubrieron que la formación de CH3OH se suprimía en gran medida en favor del acoplamiento C-C. Así, se generó exclusivamente C2H5OH con una selectividad >99% y una tasa de conversión de CO2 de 17,1mmol gcat-1h-1 bajo irradiación solar simulada con un sesgo pequeño (-50 mV de sesgo frente a Ag/AgCl) y condiciones ambientales.
Así, el rendimiento fotoelectrocatalítico del catalizador óptimo en la producción de productos C2 a partir de CO2 fue al menos dos órdenes de magnitud superior al de los catalizadores AP de última generación.
Los resultados se han publicado en Angewandte Chemie International Edition.
Referencias: Feng, G., Wang, S., Li, S., Ge, R., Feng, X., Zhang, J., Song, Y., Dong, X., Zhang, J., Zeng, G., Zhang, Q., Ma, G., Chuang, Y.-D., Zhang, X., Guo, J., Sun, Y., Wei, W., Chen, W. (2023) “Highly Selective Photoelectroreduction of Carbon Dioxide to Ethanol over Graphene/Silicon Carbide Composites” Angew. Chem. Int. Ed. doi: 10.1002/anie.202218664
Deja una respuesta