稳定电子传输层的开发：推动二氧化碳转化技术

来自 实验室仪器网

研究人员开发出一种兼具有机和无机特性的新型材料组合。这些材料旨在用于将大气中的二氧化碳转化为液体燃料的装置。这项研究发表在《ACS应用能源材料》杂志上。

该项目的根本目标是设计一种表面，使我们能够高效地将大气中的二氧化碳转化为甲醇（一种液体燃料）。我们假设一种名为金属锥的材料将成为应对这一挑战的有效工具。本文的工作重点是针对这一应用而设计的金属锥薄膜。

无机材料通常性质稳定，呈固体状态。相比之下，有机材料通常化学反应性更强，可以表现出类似海绵的物理特性。由于金属锥薄膜既是无机材料，又是有机材料，因此它们兼具两种材料的特性。

Parsons表示：“我们希望找到一种方法来制造一种金属锥薄膜，它既能保留无机特性，使其成为半导体材料与周围液体环境之间的良好界面。但我们也希望金属锥能够保留有机特性，从而为电子移动提供高效的路径。”

但现在我们已经展示了一种提高金属锥稳定性和电化学性能的方法，使其成为用于光电化学二氧化碳还原的非常有希望的候选材料，”杨说。

研究人员使用了锡锥（tincone），这是一种由氧化锡（SnO2）构成的金属锥，其中有机氧化物成分取代了氧原子。在锡锥中，碳链取代了氧原子来结合氧化锡分子，这与传统的氧化锡材料不同，后者由氧原子来发挥这一作用。

该团队选择在各种较低温度下对锡锥进行退火实验，因为高温退火往往会消除所需的电化学特性。

我们发现最佳温度是250℃的“温和”退火。这使得锡锥在水性电解质中更加稳定，这对于光电化学二氧化碳还原应用的潜在应用至关重要。除了提高其稳定性外，温和退火还改善了电荷传输，使其电化学性能更适合这些应用。

杨先生表示：“我们下一步的工作是将二氧化碳催化剂与这种经过温和退火的锡锥结合在一起，并将这种工程材料应用到实际应用中，看看它能多有效地将大气中的二氧化碳转化为甲醇。”

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