Catalizadores basados en un solo átomo para la reducción electroquímica del CO₂
Una revisión exhaustiva de los últimos avances en materia de CO₂RR utilizando SACs
El consumo de combustibles fósiles tradicionales (carbón, gas natural, petróleo) ha provocado un aumento de la concentración de CO2 en el aire, responsable del cambio climático global. La reacción electroquímica de reducción de CO2 (CO2RR) con energía renovable ha surgido como un enfoque prometedor para convertirel CO2 en combustibles y productos químicos de valor añadido. Sin embargo, la CO2RR se enfrenta a varios problemas, como la estabilidad del enlace C=O (806 kJ/mol) enel CO2, la reacción competitiva de evolución del hidrógeno, la baja solubilidaddel CO2 en los electrolitos acuosos y la selectividad de varios productos. Los catalizadores basados en un solo átomo (SACs), incluyendo los catalizadores heterogéneos de un solo átomo y los catalizadores moleculares, son materiales prometedores para la reducción de CO2, atribuidos a sus ventajas de fuertes interacciones de un solo átomo con el soporte, máxima utilización del metal, excelente actividad catalítica y sintonización sobre las propiedades estéricas y electrónicas de los sitios activos. Sin embargo, los SAC heterogéneos se ven limitados por la aglomeración de partículas, la baja carga metálica y la dificultad de producción a gran escala, mientras que los catalizadores moleculares suelen adolecer de una actividad moderada, estabilidad y escasa conductividad eléctrica.
Esta revisión presenta las estrategias sintéticas de los catalizadores de átomo único (SACs), resume las aplicaciones electroquímicas de la reacción de reducción de CO₂ (RR de CO₂) de los SACs y los catalizadores moleculares, discute las técnicas de caracterización como las habilidades in situ/operando para revelar el mecanismo catalítico en profundidad y proporciona el desarrollo futuro de los SACs y los catalizadores moleculares para la RR de CO₂.
Chinese Journal of Catalysis
Recientemente, un equipo de investigación dirigido por el profesor Chuan Zhao, de la Universidad de Nueva Gales del Sur (Australia), ha realizado una exhaustiva revisión de los últimos avances en materiade CO2RR con SAC. La revisión resumía las estrategias de fabricación de los SAC y destacaba las superiores propiedades electrocatalíticas de los SAC para la reducción del CO2. Se discuten los últimos avances en las caracterizaciones ex-situ e in situ/operando para sondear los sitios activos, estudiar el mecanismo de reducción del CO2 y explorar la relación estructura-actividad del catalizador. También se señalan las perspectivas y los retos futuros para lareduccióndel CO2.
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