CuGa_(2)电催化CO_(2)还原制合成气

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CO_(2)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CO_(2)还原制合成气的V(H_(2))/V(CO)的影响,但对于在单一催化剂上实现对合成气产物中H_(2)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(H_(2))/V(CO)的选择性调控,本研究采用高温固相合成工艺合成了CuGa_(2)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CO_(2)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CuGa_(2)金属间化合物的理化特性与电化学性能,并探究了CuGa_(2)金属间化合物在电催化CO_(2)还原过程中的相关催化机理。研究结果表明,该催化剂作为CuGa_(2)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CO_(2)还原反应(eCO_(2)RR)和析氢反应(HER)的选择性,从而调控合成气产物中的V(H_(2))/V(CO)。此外,不同电位对V(H_(2))/V(CO)的影响测试结果显示,通过控制施加电位,可以调节CuGa_(2)催化剂活性位点的利用率,进而改变eCO_(2)RR和HER的选择性,实现合成气产物中V(H_(2))/V(CO)在0.3~4内可调。