NETL的研究人員專注于開發二氧化碳(CO2)轉化技術，他們最近證明，附著催化劑的材料(稱為支撐物)可以對催化劑的性能產生巨大影響。
這一發現可能會提高能源效率，提高催化劑性能，減少這些系統所需的昂貴金屬催化劑材料的數量，這對實現國家的脫碳目標至關重要。
該團隊利用NETL獨特的表面科學設備和計算建模能力，仔細地培養、分析和量化小銀顆粒與碳催化劑載體之間的相互作用。這項研究的結果已經作為一篇免費的、開放獲取的文章發表在高影響力的期刊ACS Catalysis上。
NETL的主要作者鄧興義說:“通過調整催化劑-載體的相互作用，我們能夠‘關閉’競爭性反應，并將二氧化碳轉化選擇性提高到近100%。”“這些催化劑載體以前被認為是惰性的，對性能幾乎沒有影響。這項研究為創造活性和選擇性納米催化劑開辟了一條新的途徑。”
當他們發現這一發現時，NETL的多學科團隊正在研究如何克服由于基于金、銅和銀(鑄造金屬)的催化劑粒度減小而導致選擇性下降的問題。
合著者多米尼克·阿方索和道格拉斯·考夫曼說:“通常，在設計納米催化劑時，我們可以減小粒徑，以獲得更高的表面積，從而最大限度地提高催化劑的利用率。”“然而，使用基于鑄造金屬的催化劑進行電化學二氧化碳還原的情況并非如此。在這種情況下，非常小的顆粒往往在直徑小于3納米的情況下失去產物選擇性。因此，我們開始研究碳催化劑載體，看看它們是否能增強電催化反應，從而打破依賴于尺寸的選擇性趨勢。”
由于碳通常用作催化劑載體，因此在碳基載體和金屬/氧化物納米結構之間建立電子金屬載體相互作用(EMSIs)以增強相互作用已經引起了相當大的興趣。
在這項研究中，NETL團隊發現，通過在碳支架上制造缺陷，暴露更多的表面積，支架和小直徑(小于2納米)銀顆粒之間的金屬-碳相互作用提高了催化活性。該團隊通過在常用的炭黑(CB)載體的缺陷處生長小的銀納米顆粒進一步證明了emsi的重要性。cb負載的銀納米顆粒也表現出emsi，并在6小時的電解過程中表現出高選擇性。
鄧說:“了解emsi對于在碳基載體上設計高活性和選擇性銀納米催化劑的重要性，我們相信這一見解可以作為研究emsi如何影響用于碳轉化的其他催化劑(如錫，鉍和銅)的理由。”
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