洁净煤技术

作者：张军峰, 魏书洲, 王畅, 曲同鑫, 熊卓, 张军营, 赵永椿

关键词：电催化,二氧化碳,合成气,铜镓合金,催化剂

碳达峰、碳中和是实现我国绿色可持续发展发展的重大战略需求。合成气作为现代化工生产的重要基础原料，其传统的制备方法高度依赖化石能源，导致了大量的温室气体排放利用可再生电力驱动的电催化CO2还原制合成气技术作为一种环保且可持续的替代方案，近年来受到广泛的研究与关注。虽然已有研究探讨了不同催化剂对电催化CO2还原制合成气的V(H2)/V(CO)的影响，但对于在单一催化剂上实现对合成气产物中H2和CO选择性的有效调控仍具有挑战性。为了实现在单一催化剂上对合成气产物中V(H2)/V(CO)的选择性调控，本研究采用高温固相合成工艺合成了CuGa2金属间化合物，用以作为电催化剂来实现高选择性、可调性电催化CO2还原制合成气，并通过SEM、EDS、XRD和XPS等一系列表征分析手段，研究了CuGa2金属间化合物的理化特性与电化学性能，并探究了CuGa2金属间化合物在电催化CO₂还原过程中的相关催化机理。研究结果表明，该催化剂作为CuGa2和少量金属氧化物的混合物，能够通过改变电解液浓度、调控pH值的手段，显著调控其对于电催化CO2还原反应(eCO2RR)和析氢反应(HER)的选择性，从而调控合成气产物中的V(H2)/V(CO)。此外，不同电位对V(H2)/V(CO)的影响测试结果显示，通过控制施加电位，可以调节CuGa2催化剂活性位点的利用率，进而改变eCO2RR和HER的选择性，实现合成气产物中V(H2)/V(CO)在0.3～4内可调。

来源：2024年第11期

《洁净煤技术》期刊编辑部

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