双功能FexC@CNT/N-MXene催化剂

CO/H₂比例可调

通过将FexC封装在碳纳米管内并负载于氮掺杂MXene上，该催化剂在宽电位范围内实现合成气组分的灵活调控，且对CO和H₂具有相等的法拉第效率。

Guo, Panpan · 何珍红 · Hui-Hui, Cao · 王宽 · 王伟涛 · Tian, Yue · Jiajie, Liu · Li, Lu · 刘昭铁

Applied Catalysis B: Environmental 2024

参数信息

电流密度

26 mA cm⁻²

CO法拉第效率

equal to FEH2

技术优势

合成气比例可调

催化剂在不同电位下同时活化CO₂还原与析氢反应，通过调节电位即可灵活改变CO/H₂比例，满足下游不同工艺需求。

双活性位点各司其职

碳纳米管内的FeₓC优先催化CO₂还原为CO，N掺杂MXene则促进析氢，二者分工明确，避免单一活性位点的竞争抑制。

等法拉第效率

在−1.1 V vs. RHE下CO和H₂的法拉第效率相等，可直接产出1:1合成气，简化后续配气步骤。

应用场景

• CO₂电还原制合成气：利用可再生电力将CO₂转化为合成气，实现碳资源循环利用。
• 双功能电催化剂：在同一催化剂上集成CO₂还原和析氢活性位点，简化反应器设计。
• 合成气生产：为费托合成或甲醇生产提供可调比例的合成气原料。
• MXene基催化剂：利用MXene高导电性和可掺杂性，构建高效复合电催化剂。