Systematic heterogeneous design of Cu catalysts for CO2 electroreduction towards highly value-added products

用于 CO2 电还原以生产高附加值产品的铜催化剂的系统多相设计

• 批准号: 21K14721
• 负责人: Song Juntae
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K14721/
• 关键词: electrocatalyst; CO2 reduction; MOF; Bi catalysts; Electrocatalysts; metal catalysts

As this project aims to achieve efficient electrocatalysts for CO2 reduction with strategies using porous materials as supporting materials to boost total CO2 conversion. Up to now, we established high CO2 conversion with Zr-MOF support for Bi catalyst to generate formic acid production.In detail, as we successfully coupled UiO-66 with Bi particles, we deeply investigated the reason for the improvement in this research period. According to Raman, XPS and FTIR analysis, carbonate concentration should be increased at Zr site, resulting in higher CO2 utilization for Bi catalysts.However, we still have challenging issues regarding the stability. Due to Zr-MOF's structural evolution under strong alkaline condition, as the electrolysis time goes, CO2-reducing current density is gradually decreased. Thus, we are on-going to solve the stability and make clear the specific reason for improved activity.

该项目旨在通过使用多孔材料作为支撑材料的策略来实现有效的二氧化碳减排电催化剂，以提高二氧化碳的总转化率。到目前为止，我们已经建立了以Zr-MOF为载体的Bi催化剂来生产甲酸的高CO2转化率。具体来说，随着我们成功地将UiO-66与Bi颗粒偶联，我们深入研究了本研究期间改进的原因。根据拉曼、XPS和FTIR分析，Zr位点的碳酸盐浓度应该增加，从而导致Bi催化剂更高的CO2利用率。然而，我们仍然面临稳定性方面的挑战性问题。由于Zr-MOF在强碱性条件下发生结构演化，随着电解时间的延长，CO2还原电流密度逐渐降低。因此，我们正在持续解决稳定性问题，并明确活性改善的具体原因。

项目成果

Bi/UiO-66-derived electrocatalysts for high CO2-to-formate conversion rate

Bi/UiO-66 衍生的电催化剂可实现高 CO2 转化为甲酸盐的转化率

• DOI: 10.1016/j.apcatb.2023.122400
• 发表时间: 2023
• 期刊: Applied Catalysis B: Environmental
• 作者: Yuta Takaoka;Jun Tae Song;Atsushi Takagaki;Motonori Watanabe;Tatsumi Ishihara
• 通讯作者: Tatsumi Ishihara

Bi担持MOFを用いた二酸化炭素還元反応によるギ酸合成

使用双负载 MOF 通过二氧化碳还原反应合成甲酸

• 发表时间: 2022
• 作者: 髙岡祐太;Song Juntae;高垣敦;渡邊源規;石原達己
• 通讯作者: 石原達己

Functionalizing metal-organic frameworkswith Bi for enhancing CO2 electroreduction

用 Bi 功能化金属有机框架以增强 CO2 电还原

• 发表时间: 2022
• 作者: Jun Tae Song;Yuta Takaoka;Motonori Watanabe;Atsushi Takagaki;Tatsumi Ishihara
• 通讯作者: Tatsumi Ishihara

Bi/UiO-66 derived electrocatalysts for highly efficient CO2 reduction

Bi/UiO-66 衍生电催化剂可高效还原二氧化碳

• 发表时间: 2022
• 作者: Jun Tae Song;Yuta Takaoka;Motonori Watanabe;Atsushi Takagaki;Tatsumi Ishihara
• 通讯作者: Tatsumi Ishihara

的二酸化炭素還元反応によるBi担持MOFを用いたギ酸合成

双负载MOF二氧化碳还原反应合成甲酸

• 发表时间: 2022
• 作者: 髙岡祐太;Song Juntae;高垣敦;渡邊源規;石原達己
• 通讯作者: 石原達己