Plasmonversterkte CO2-elektroreductie op basis van metaaloxide inverse opaalstructuren gedecoreerd met bimetallische nanodeeltjes.

In dit project wordt een originele benadering voor elektrokatalytische CO2-reductie (eCO2RR) ontwikkeld. De katalysatoren zullen gemaakt worden door de fysieke methode van clusterbundeldepositie op metaaloxide inverse opaalstructuren. De hoge controle over de deeltjesgrootte en samenstelling in clusterbronnen maakt het mogelijk om nieuwe hoogwaardige eCO2RR katalysatoren te identificeren door middel van een combinatie van structurele, spectroscopische en reactiviteitsexperimenten. We zullen de toepasbaarheid testen van mono- en bimetallische goud-koper nanodeeltjes van 2 tot 5 nm voor de directe elektrochemische reductie van CO2 tot methanol en C2-producten (ethanol, ethyleen, enz.) en de reactiviteit, selectiviteit en stabiliteit van de modelkatalysatoren onderzoeken. Door de eigenschappen van de plasmonische nanoclusters te vergelijken onder verschillende bestralingsomstandigheden en aangelegde potentialen, kunnen plasmonversterkte eCO2RR (PEeCO2RR) mechanismen begrepen worden. Een combinatie van de experimenten op basismateriaalkenmerken (morfologie, structuur en elektronische eigenschappen) met (foto)elektrokatalytische karakterisering zal bijdragen aan een beter begrip van de relatie tussen structuur en reactiviteit. De algemene onderzoeksdoelstelling is het ontwerpen van geavanceerde elektrokatalysatoren voor CO2-reductie door inzicht te krijgen in de invloed van de grootte, elementaire samenstelling, morfologie en de interactie met het metaaloxidesubstraat om de PEeCO2RR mechanismes in deze materialen te ontrafelen.