CuGa2电催化CO2还原制合成气
张军峰1
魏书洲2
王畅3
曲同鑫3
熊卓3
张军营3
赵永椿3
1.国能三河发电有限责任公司,河北廊坊 065201;国家能源煤基能源碳捕集利用与封存技术研发中心,河北廊坊 0652012.国能三河发电有限责任公司,河北廊坊 065201;国家能源煤基能源碳捕集利用与封存技术研发中心,河北廊坊 065201;河北省燃煤电站污染防治技术创新中心,河北廊坊 0652013.华中科技大学煤燃烧与低碳利用全国重点实验室,湖北武汉 430074
摘要：碳达峰、碳中和是实现我国绿色可持续发展发展的重大战略需求.合成气作为现代化工生产的重要基础原料,其传统的制备方法高度依赖化石能源,导致了大量的温室气体排放利用可再生电力驱动的电催化CO2还原制合成气技术作为一种环保且可持续的替代方案,近年来受到广泛的研究与关注.虽然已有研究探讨了不同催化剂对电催化CO2还原制合成气的V(H2)/V(CO)的影响,但对于在单一催化剂上实现对合成气产物中H2和CO选择性的有效调控仍具有挑战性.为了实现在单一催化剂上对合成气产物中V(H2)/V(CO)的选择性调控,本研究采用高温固相合成工艺合成了 CuGa2金属间化合物,用以作为电催化剂来实现高选择性、可调性电催化CO2还原制合成气,并通过SEM、EDS、XRD和XPS等一系列表征分析手段,研究了 CuGa2金属间化合物的理化特性与电化学性能,并探究了 CuGa2金属间化合物在电催化CO2还原过程中的相关催化机理.研究结果表明,该催化剂作为CuGa2和少量金属氧化物的混合物,能够通过改变电解液浓度、调控pH值的手段,显著调控其对于电催化CO2还原反应(eCO2RR)和析氢反应(HER)的选择性,从而调控合成气产物中的V(H2)/V(CO).此外,不同电位对V(H2)/V(CO)的影响测试结果显示,通过控制施加电位,可以调节CuGa2催化剂活性位点的利用率,进而改变eCO2RR和HER的选择性,实现合成气产物中V(H2)/V(CO)在0.3～4内可调.
关键词：电催化二氧化碳合成气铜镓合金催化剂
分类号：TK-9(能源与动力工程)
资助基金：湖北省重点研发资助项目(2021BCD003)河北省重点研发资助项目(22373708D)
论文发表日期：2024-11-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：7( 97-103 )
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