Abstrak
Aplikasi skala besar reduksi CO2 elektrokatalitik menghadapi banyak tantangan, termasuk HER yang ditekan, biaya katalis yang tinggi, skalabilitas produksi yang terbatas, dan proses sintesis yang kompleks. Menggabungkan bahan karbon dengan katalis berbasis bismut merupakan strategi yang efektif untuk meningkatkan aktivitas katalitik dengan biaya rendah. Studi ini menggunakan teknologi mikrofluida untuk mencapai agregasi massa nanopartikel Bi2O3 dengan permukaan spesifik dan ukuran yang dapat dikontrol pada Mxene 2D menggunakan 2,5-FDCA sebagai ligan. Pemahaman mendalam tentang simulasi teoritis menunjukkan substrat MXene secara signifikan meningkatkan luas permukaan elektrokimia katalis dan efisiensi transpor elektron, memfasilitasi penetrasi elektrolit dan difusi reaktan. Sementara dukungan Bi2O3 menyediakan banyak situs aktif untuk reaksi. Selain itu, komposit M-Bi2O3 / MXene – 400 secara efektif menekan HER melalui efek sinergis. Interaksi antara Bi2O3 dan substrat sangat meningkat untuk menstabilkan struktur M-Bi2O3 / MXene -400 yang sedang dikerjakan. Dalam rakitan elektroda membran (MEA), ia beroperasi terus-menerus selama 60 jam pada potensial sel −2,8 V, mencapai kerapatan arus −300 mA cm −2 dan efisiensi Faradaic rata-rata untuk format yang melebihi 90%. Karya ini menawarkan strategi baru untuk desain yang efisien dan konstruksi yang terkendali dari katalis nanopartikel yang didukung MXene dan produksi massal melalui teknologi mikrofluida.