Väitös kemian alalta, DI Junjie Shi

Väitöskirjan nimi: Engineering Sn- and Bi-based Electrocatalysts and Electrodes for Efficient Carbon Dioxide to Formate Production

Tohtoriopiskelija: Diplomi-insinööri Junjie Shi
Vastaväittäjä: professori José Solla-Gullón, Universitetet i Alicante, Espanja
Kustos: professori Tanja Kallio, Aalto-yliopiston kemian tekniikan korkeakoulu

Sn- ja Bi-pohjaisten elektrokatalyyttien ja elektrodien suunnittelu tehokkaan hiilidioksidin muodostusta varten

Hiilidioksidin (CO₂) elektrokemiallinen pelkistys (CO₂RR) edustaa lupaavaa lähestymistapaa hiilidioksidipäästöjen vähentämiseksi samalla, kun tuotetaan arvokkaita kemikaaleja. CO₂RR kautta voidaan tuottaa monia erilaisia tuotteita, ja formaatti on korkean arvon kemikaali, jolla on monenlaisia sovelluksia. Kuitenkin tehokkaan ja selektiivisen CO₂ pelkistämisen formaatiksi saavuttaminen on edelleen merkittävä haaste.

Sn- ja Bi-pohjaiset elektrokatalysaattorit ovat nousseet lupaaviksi valinnoiksi CO₂ pelkistämiseksi formaatiksi niiden ainutlaatuisten elektronisten ja katalyyttisten ominaisuuksien vuoksi. Molemmat materiaalit tarjoavat selkeitä etuja, mutta niiden kokonaisaktiivisuus pysyy matalana. Lisäksi aktiivisten sivustojen käyttäytyminen jää epäselväksi katodisten potentiaalien alla, kun käytetään SnOx- ja BiOx-materiaaleja.

Yksi suorituskyvyn parantamistrategioista on tuki. SnOx-elektrokatalysaattorit on pinnoitettu eri johtavuutta omaaville tukimateriaaleille (hiili ja TiO₂), joissa on tutkittu, kuinka tuetut aktiiviset materiaalit kehittyvät katodisilla potentiaaleilla. Tuetussa Bi₂O₃-työssä tutkitaan myös eri tukien (hiili ja typpidioksidilla dopattu hiili) hydrofobisuuden vaikutusta. Toinen strategia on dopointi. Reaktion aikana aktiivisen katalysaattorin paljastamiseksi on suoritettu laajoja in situ Raman- ja ex situ fysikaalis-kemiallisia karakterisointeja.

Yhteenvetona tämä työ keskittyy Sn- ja Bi-pohjaisten elektrokatalysaattoreiden ja elektrodien suunnitteluun, niiden pintarakenteiden optimointiin ja suorituskyvyn parantamiseen tehokkaan CO₂-elektrokemiallisen pelkistyksen saavuttamiseksi formaatiksi.
 

→Linkki väitöskirjan sähköiseen esittelykappaleeseen (esillä 10 päivää ennen väitöstä)

Yhteystiedot:
Junjie Shi
[email protected]

→Kemian tekniikan korkeakoulun väitöskirjat

Zoom pikaopas