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研究概述

合金化被認為是產生合成氣（H₂和CO混合氣體）的有前途的方法。

然而，闡明合成氣與合金組分之間的比例關系對于CO₂還原反應來說是一個挑戰。

基于此，2024年10月28日，廣州大學劉兆清教授/歐陽婷副教授在國際期刊Advanced Functional Materials發表題為《In Situ Exsolved CuZn Alloy Electrocatalysts for CO₂Conversion to Tunable Syngas Production》的研究論文。

在這里，研究人員通過調節CuZn合金中的Cu/Zn比例，CuZn-2（Cu/Zn = 0.77）在-0.88至-1.28 V下H₂/CO比例可以在0.8和5.8之間顯著調節，并且具有12小時的持久穩定性。

電化學阻抗譜和Tafel結果表明，CuZn-2顯示出更好的性能和增強的動力學。

密度泛函理論計算結果表明，與純鋅和純銅相比，CuZn合金在HER中表現出中等的*H解吸強度。

與Zn相比，CuZn合金有效降低了CO₂分子活化為*COOH的能壘，而且合金還使*CO更容易解吸，從而生成CO。

原位傅里葉變換紅外光譜也觀察到CuZn-2上*CO的顯著強度。

這項工作表明，Cu和Zn的合金化可以創造活性位點，其中Cu作為輔助活性位點，進一步促進了*CO的生成。

圖文解讀

圖1：CuZn合金合成和形貌

圖2：CuZn合金催化劑的CO₂還原反應性能和穩定性

圖3：CuZn合金的CO₂還原反應機理

文獻信息

In Situ Exsolved CuZn Alloy Electrocatalysts for CO₂ Conversion to Tunable Syngas Production,?Advanced Functional Materials,?2024. https://doi.org/10.1002/adfm.202415367

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