O mais recente avanço na pesquisa de redução de dióxido de carbono envolve um catalisador à base de estanho recentemente desenvolvido que produz etanol de forma eficiente e representa um grande avanço na tecnologia de energia renovável. A conversão da reacção electroquímica de redução do dióxido de carbono (CO2RR) em combustíveis à base de carbono oferece uma estratégia promissora para reduzir as emissões de dióxido de carbono e promover a utilização de energias renováveis.
Desafios de redução de CO2
Os produtos líquidos Cn (n≥2) são populares devido à sua alta densidade de energia e fácil armazenamento. No entanto, a manipulação das vias de acoplamento CC continua a ser um desafio devido à compreensão mecanicista limitada.
Recentemente, uma equipe de pesquisa liderada pelos professores Zhang Tao e Huang Yanqiang conduziu um estudo inovador na Universidade da Califórnia, em Los Angeles. Uma equipe de pesquisa liderada pelos professores Zhang Tao e Huang Yanqiang do Instituto de Física Química de Dalian, Academia Chinesa de Ciências, desenvolveu um eletrocatalisador tandem à base de estanho (SnS2@Sn1-O3G). Sob condições de -0,9 VRHE e densidade de corrente geométrica de 17,8 mA/cm2, o catalisador pode gerar etanol de forma reprodutível com uma eficiência Faradaica de até 82,5%.
A pesquisa foi publicada recentemente na revista científica Nature Energy.
Os pesquisadores criaram SnS2@Sn1-O3G realizando uma reação solvotérmica de SnBr2 e tioureia em espuma de carbono tridimensional. Este eletrocatalisador consiste em nanofolhas de SnS2 e átomos de Sn atomicamente dispersos (Sn1-O3G).
Estudos mecanísticos mostram que este Sn1-O3G pode adsorver intermediários *CHO e *CO(OH) respectivamente, promovendo assim a formação de ligações CC através de uma via de acoplamento formil-bicarbonato sem precedentes.
Além disso, usando reagentes marcados isotopicamente, os pesquisadores traçaram o caminho de formação dos átomos de C no produto C2 final formado no catalisador Sn1-O3G. A análise mostrou que o metil C no produto veio do ácido fórmico, enquanto o metileno C veio do dióxido de carbono.
O professor Huang disse: "Nosso estudo fornece uma plataforma alternativa para a formação de ligações CC na síntese de etanol e uma estratégia para manipular a via de redução do dióxido de carbono para obter o produto desejado."