环氧功能化Mn-N4单原子碳催化剂

CO2还原94.5%法拉第效率

环氧基团修饰第二配位层，同时适用于水相CO2还原与Li–CO2电池的长循环阴极催化剂。

王美玲 · 姚莹 · Tian, Yuhui · Yuan, Yifei · Fan Lei · Yang, Feiyang · Jingjie, Ren · Xinrong, Hu · 吴锋 · Zhang, Shanqing · Junxiu, Wu · Lu, Jun

Advanced Materials 2023

具体参数

CO法拉第效率

{'zh': '94.5', 'en': '94.5'} %

CO电流密度

{'zh': '13.7', 'en': '13.7'} mAcm−2

过电位

{'zh': '0.44', 'en': '0.44'} V

Li–CO2电池循环稳定性

{'zh': '1000', 'en': '1000'} h

技术优势

一种材料两种用途

Mn–N4位点经环氧基团修饰后，既能在水相中高效还原CO2为CO，又能作为Li–CO2电池阴极优化放电产物成核，实现长循环。

过电位低至0.44 V

环氧基团调节Mn–N4位点的电子结构，降低CO2还原为CO的反应能垒，从而在水相中实现了较低的过电位。

Li–CO2电池循环1000小时

碗状介孔形貌优化放电产物成核，使Li–CO2电池在长期运行中保持低过电位和稳定循环。

应用场景

• CO2电还原制CO：高效转化CO2为CO，用于碳捕集与化工原料生产。
• Li–CO2电池阴极：稳定催化CO2还原，提升Li–CO2电池循环寿命。
• 单原子催化：原子级分散Mn位点最大化原子利用率与活性。
• 碳中和技术：将CO2转化为有用化学品，助力碳中和。