二酸化炭素削減研究における最新の画期的な進歩には、エタノールを効率的に生成する新しく開発されたスズベースの触媒が含まれており、再生可能エネルギー技術の大きな前進を表しています。電気化学的二酸化炭素還元反応 (CO2RR) を炭素ベースの燃料に変換することは、二酸化炭素排出量を削減し、再生可能エネルギーの利用を促進するための有望な戦略を提供します。
CO2削減の課題
Cn (n≥2) 液体製品は、エネルギー密度が高く、保管が容易なため人気があります。しかし、メカニズムの理解が限られているため、C-C カップリング経路の操作は依然として課題です。
最近、Zhang Tao 教授と Huang Yanqiang 教授が率いる研究チームは、カリフォルニア大学ロサンゼルス校で画期的な研究を実施しました。中国科学院大連化学物理研究所のZhang Tao教授とHuang Yanqiang教授が率いる研究チームは、錫ベースのタンデム電極触媒（SnS2@Sn1-O3G）を開発した。 -0.9 VRHE および 17.8 mA/cm2 幾何学的電流密度の条件下で、この触媒は 82.5% もの高いファラデー効率でエタノールを再現可能に生成できます。
この研究は最近、科学誌「Nature Energy」に掲載された。
研究者らは、三次元炭素発泡体上で SnBr2 とチオ尿素のソルボサーマル反応を実行することにより、SnS2@Sn1-O3G を作成しました。この電極触媒は、SnS2 ナノシートと原子的に分散した Sn 原子 (Sn1-O3G) で構成されています。
機構研究では、この Sn1-O3G が *CHO 中間体と *CO(OH) 中間体をそれぞれ吸着し、それによって前例のないホルミル-重炭酸カップリング経路を通じて C-C 結合の形成を促進することが示されています。
さらに、同位体標識された反応物を使用することにより、研究者らは、Sn1-O3G 触媒上で形成された最終 C2 生成物中の C 原子の形成経路を追跡しました。分析の結果、生成物中のメチル C はギ酸に由来し、メチレン C は二酸化炭素に由来することが判明しました。
Huang教授は、「我々の研究は、エタノール合成におけるC-C結合形成のための代替プラットフォームと、二酸化炭素削減経路を操作して目的の生成物を得る戦略を提供する。」と述べた。