DOI: https://doi.org/10.1016/j.jcou.2026.103358
تاريخ النشر: 2026-02-16
المؤلف: Blaž Tomc وآخرون
الموضوع الرئيسي: تقنيات وتقنيات تقليل ثاني أكسيد الكربون
نظرة عامة
تدرس الدراسة آثار التحليل الكهربائي النبضي على عملية تقليل CO₂ الكهروكيميائية (ECO₂R) على المحفزات النحاسية، كاشفة عن تحسين كبير في الاستقرار والانتقائية. باستخدام مجهر إلكتروني في الموقع وتقنية طيف الامتياز أثناء التشغيل، لاحظ الباحثون أن التشغيل النبضي يؤدي إلى إعادة هيكلة مستمرة لسطح النحاس على مدى فترة تحليل كهربائي تبلغ 23 ساعة. أدت هذه إعادة الهيكلة إلى انتقال من شكل المحفز الأولي إلى بنية شبيهة بالحبيبات مع ميزات شجرية، غنية بوجوه عالية المؤشر، والتي ارتبطت بزيادة نسبة الانتقائية للإيثيلين إلى الهيدروجين.
علاوة على ذلك، أظهرت التحليلات الكمية للكهارل أثناء التحليل الكهربائي النبضي زيادة دراماتيكية – حوالي 30 ضعفًا – في الأنواع النحاسية المذابة مقارنةً بالظروف الثابتة. تشير هذه النتيجة إلى أن الآلية الكامنة وراء الأداء المحسن ترجع أساسًا إلى عملية إذابة وإعادة ترسيب موجهة للنحاس، والتي تحكم التطور الشكلي للمحفز وتعزز انتقائية ECO₂R.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.jcou.2026.103358
Publication Date: 2026-02-16
Author(s): Blaž Tomc et al.
Primary Topic: CO2 Reduction Techniques and Catalysts
Overview
The study investigates the effects of pulsed electrolysis on the electrochemical CO₂ reduction (ECO₂R) process on copper catalysts, revealing a significant enhancement in stability and selectivity. Utilizing identical-location electron microscopy and operando impedance spectroscopy, the researchers observed that pulsed operation leads to continuous restructuring of the copper surface over a 23-hour electrolysis period. This restructuring resulted in a transition from the initial catalyst morphology to a grain-like architecture with dendritic features, enriched in high-index facets, which correlated with an increased ethylene-to-hydrogen selectivity ratio.
Furthermore, quantitative analysis of the electrolyte during pulsed electrolysis indicated a dramatic increase—approximately 30-fold—in dissolved copper species compared to static conditions. This finding suggests that the mechanism underlying the improved performance is primarily due to a redirected dissolution-redeposition process of copper, which governs the morphological evolution of the catalyst and enhances ECO₂R selectivity.