Ein MOF‐basierter CuxOyCz‐Katalysator für die elektrochemische CO2‐Reduktion und die Auswirkungen der lokalen pH‐Änderung. (23rd September 2021) - Sikdar, Nivedita; Junqueira, João R. C.; Dieckhöfer, Stefan; Quast, Thomas; Braun, Michael; Song, Yanfang; Aiyappa, Harshitha B.; Seisel, Sabine; Weidner, Jonas; Öhl, Denis; Andronescu, Corina; Schuhmann, Wolfgang
Abstract: Die Entwicklung hocheffizienter und selektiver Elektrokatalysatoren für die CO2 ‐Reduktionsreaktion zur Herstellung von Chemikalien mit hohem Mehrwert wird intensiv untersucht. Wir berichten über eine Reihe von Cu x O y C z nanostrukturierten Elektrokatalysatoren, die von einem MOF auf Cu‐Basis als poröses selbstopferndes Templat abgeleitet sind. Die Mischung der Katalysatoren mit Polytetrafluorethylen (PTFE) auf Gasdiffusionselektroden (GDEs) unterdrückte die konkurrierende Wasserstoffentwicklungsreaktion. Mit 25 bis 50 Gew.‐% teflonisierter GDEs wurde bei einer Stromdichte von 80 mA cm −2 eine Faradayeffizienz von ≈54 % für C2+ ‐Produkte erzielt. Die lokale OH − ‐Ionenaktivität der PTFE‐modifizierten GDEs wurde durch die Positionierung einer Pt‐Nanoelektrode in unmittelbarer Nähe der GDE bestimmt. Unabhängig von der PTFE‐Menge wurde ein erheblicher Anstieg des OH − /H2 O‐Aktivitätsverhältnisses aufgrund der lokal erzeugten OH − ‐Ionen bei steigenden Stromdichten festgestellt. Abstract : Eine Reihe von nanostrukturierten Cu x O y C z ‐Elektrokatalysatoren wurde aus MOF‐Vorläufern synthetisiert und für die Herstellung von Gasdiffusionselektroden (GDEs) mit PTFE gemischt, um die Wasserstoffentwicklung durch Verhinderung des Elektrobenetzungsprozesses zu unterdrücken. Die lokalen OH − ‐Ionenaktivitäten in unmittelbarer Nähe der GDEs wurden in Abwesenheit und Anwesenheit von PTFE in der Katalysatorschicht bestimmt, um Störungen auszuschließen.