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新型催化剂涂层有望推动化工和运输行业发展

2024-08-02 11:23:00 百科知识来源：

导读将温室气体 CO2的电化学转化与太阳能和风能等可再生电力相结合，有望实现高需求化学品和运输燃料的绿色生产。乙烯、乙醇和乙酸等二氧化碳...

将温室气体 CO2的电化学转化与太阳能和风能等可再生电力相结合，有望实现高需求化学品和运输燃料的绿色生产。乙烯、乙醇和乙酸等二氧化碳偶联产物特别适合用作化学工业的原料和汽车动力。

虽然已经开发出具有工业相关电流密度的高效、可扩展的电解器(利用电力驱动化学转化)的设计，但商业化努力受到催化剂的稳定性和选择性的阻碍。

为了应对这一挑战，劳伦斯利弗莫尔国家实验室 (LLNL) 及其合作者开发了一种使用物理气相沉积(PVD) 的催化剂涂层平台，可以精确控制厚度、成分、形态和孔隙率。

迄今为止，只有铜及其合金被证实能有效将二氧化碳转化为乙烯、乙醇、醋酸盐和丙醇等多碳产品。催化剂开发的挑战在于将催化剂性能与催化剂集成相关的效应分离开来。

当比较采用不同方法制造和集成、在不同的电解器配置中测试的催化剂，或用不同成分的油墨制备的催化剂时，尤其如此。

“我们提出了一种新的可扩展和可调催化剂平台，可以在不改变催化剂形态或电解器中催化剂集成的情况下调整催化剂成分，”LLNL 材料科学家 Juergen Biener 说道，他是Small杂志上发表的一篇论文的主要作者。其他 LLNL 研究人员包括 Zhen Li、Stephen Weitzner、Sneha Akhade 和 Xie Liu。

该团队还包括特拉华大学、华盛顿大学和宾夕法尼亚大学的研究人员以及行业合作伙伴 Twelve Benefits Corporation，他们利用 PVD 平台系统地探索难以合成和集成的铜基稀合金催化剂的性能。

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