Highly dispersed CuFe-nitrogen active sites electrode for synergistic electrochemical CO2 reduction at low overpotential

过电位 可逆氢电极 电解 电化学 二氧化碳电化学还原 电极 气体扩散电极 标准氢电极 电催化剂 钯氢电极 法拉第效率 化学 催化作用 电解水 材料科学 无机化学 工作电极 化学工程 一氧化碳 有机化学 电解质 工程类 物理化学
作者
Fuhuan Wang,Heping Xie,Tao Liu,Yifan Wu,Bin Chen
出处
期刊:Applied Energy [Elsevier BV]
卷期号:269: 115029-115029 被引量:47
标识
DOI:10.1016/j.apenergy.2020.115029
摘要

The electrochemical conversion of carbon dioxide into value-added chemicals and fuels using renewable energy sources is very promising and attractive in terms of both increasing energy utilization and environmental protection. Here we report a highly dispersed CuFe nitrogen–carbon framework as an efficient catalyst coated on carbon paper to form gas diffusion electrode for electrochemical CO2 reduction. Such a electrode not only surmounts the disadvantage of single Cu or Fe electrode but also exhibits high selectivity, low overpotential and high energy efficiency for CO production. The as-fabricated electrode effectively converts CO2 into CO with a low overpotential of 90 mV and high Faradaic efficiency over 90% at low applied potential range from −0.3 to −0.6 V (maximum 95.5% at −0.4 V, all potentials are converted to the reversible hydrogen electrode) with a high CO current density of 2.1 mA cm−2 at −0.5 V, as well extremely high energy efficiency of 78.3% at −0.4 V. It also exhibits robust stability during long-time electrolysis, with about 95% CO selectivity retained after 20 h electrolysis. The density functional theory computations unravel that the exceptionally high CO2 electrocatalytic performance of the CuFe nitrogen–carbon electrode arises from its favorable local coordination environment and electronic structure giving rise to cooperative metal and pyridine N active sites for electrochemical CO2 reduction to CO.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
安详凡发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
轻微发布了新的文献求助10
2秒前
keepa发布了新的文献求助10
2秒前
4秒前
香蕉子骞完成签到 ,获得积分10
4秒前
6秒前
7秒前
星辰大海应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
8秒前
8秒前
8秒前
ZHI发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
8秒前
Owen应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
8秒前
小宋应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
9秒前
典雅问寒应助nextconnie采纳,获得10
10秒前
执着月饼完成签到,获得积分10
11秒前
ZZ发布了新的文献求助10
11秒前
snowy_owl发布了新的文献求助10
14秒前
所所应助sunnie采纳,获得30
15秒前
Doria完成签到 ,获得积分10
15秒前
keepa完成签到,获得积分10
17秒前
ZHI完成签到,获得积分10
23秒前
llc完成签到 ,获得积分10
25秒前
微澜发布了新的文献求助10
25秒前
25秒前
bkagyin应助热电老白鼠采纳,获得10
27秒前
28秒前
ZZ完成签到 ,获得积分10
28秒前
28秒前
30秒前
CNX发布了新的文献求助10
31秒前
sunnie发布了新的文献求助30
31秒前
32秒前
郭宇发布了新的文献求助10
33秒前
33秒前
高分求助中
ФОРМИРОВАНИЕ АО "МЕЖДУНАРОДНАЯ КНИГА" КАК ВАЖНЕЙШЕЙ СИСТЕМЫ ОТЕЧЕСТВЕННОГО КНИГОРАСПРОСТРАНЕНИЯ 3000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 2500
Electron microscopy study of magnesium hydride (MgH2) for Hydrogen Storage 1000
生物降解型栓塞微球市场(按产品类型、应用和最终用户)- 2030 年全球预测 500
Quantum Computing for Quantum Chemistry 500
Thermal Expansion of Solids (CINDAS Data Series on Material Properties, v. I-4) 470
Assessing organizational change : A guide to methods, measures, and practices 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3903658
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3448463
关于积分的说明 10853089
捐赠科研通 3173894
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1753644
邀请新用户注册赠送积分活动 847795
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 790473