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.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
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
Moonpie应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
Moonpie应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
无花果应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
1秒前
1秒前
1秒前
喜喜喜嘻嘻嘻完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
2秒前
cy发布了新的文献求助10
3秒前
折木浮华发布了新的文献求助20
4秒前
5秒前
Orange应助晨晨采纳,获得10
5秒前
7秒前
无极微光应助不想取名字采纳,获得20
8秒前
小邓巴完成签到,获得积分10
11秒前
卓诗云发布了新的文献求助10
11秒前
molihuakai应助卓诗云采纳,获得10
16秒前
Hsia完成签到,获得积分10
16秒前
鹿冠冠完成签到,获得积分10
17秒前
王焕玉完成签到,获得积分10
18秒前
桐桐应助包容的香旋采纳,获得10
18秒前
newplayer完成签到,获得积分10
18秒前
稳重听双完成签到,获得积分10
18秒前
随便取完成签到,获得积分10
19秒前
xiaozhi完成签到,获得积分10
19秒前
小红书求接接接接一篇完成签到,获得积分10
20秒前
刘柯伶完成签到,获得积分10
21秒前
22秒前
追寻笑寒完成签到,获得积分10
23秒前
25秒前
cy完成签到,获得积分10
25秒前
26秒前
传奇3应助雁塔采纳,获得10
27秒前
卓诗云完成签到,获得积分20
29秒前
xiaozhi发布了新的文献求助10
30秒前
30秒前
32秒前
ifast完成签到 ,获得积分10
32秒前
lightman完成签到,获得积分10
32秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6516135
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8309144
关于积分的说明 17760129
捐赠科研通 5618352
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2925310
邀请新用户注册赠送积分活动 1902380
关于科研通互助平台的介绍 1763529