Defect-engineered carbon-confined silver for enhanced CO2 electrocatalytic reduction to CO in acidic media

催化作用 氧化还原 材料科学 碳纤维 二氧化碳电化学还原 化学工程 电解 无机化学 选择性 阴极 可逆氢电极 一氧化碳 纳米技术 电极 化学 电化学 工作电极 有机化学 物理化学 复合数 工程类 电解质 复合材料
作者
Biao Zhang,Jinhan Zou,Zhouhui Chen,Wei Yan,Weidong Liu,Chengyuan Dong,Di Cai,Qinghong Zhang,Ye Wang,Shunji Xie
出处
期刊: [Elsevier BV]
卷期号:2: 100014-100014 被引量:6
标识
DOI:10.1016/j.nxnano.2023.100014
摘要

Electrocatalytic CO2 reduction (CO2RR) to carbon monoxide (CO) holds great promise for carbon capture and utilization. Despite the proposal of electrocatalytic CO2RR in acidic media for high-efficiency CO2 conversion, the challenges of low CO selectivity caused by the highly competitive hydrogen evolution reaction and catalyst corrosion have not been adequately addressed. Here, we present a strategy that restricts proton migration and stabilizes key intermediates over a defective carbon layers confined Ag catalyst (Ag@C-d) to enhance the catalytic selectivity and stability for CO2RR in acidic media. Density functional theory simulations first discovered that electron polarization from Ag to vacancy-defective carbon creates the desired electric field at the interface between Ag and defective carbon layers, enabling efficient acidic CO2RR to CO. We synthesized Ag@C-d catalyst and that exhibits exceptional CO Faraday efficiency (FE, >98 %) and activity across a wide range of current densities (50–500 mA cm−2) in an acidic flow cell. At a current density of 500 mA cm−2, the single-pass conversion efficiency of CO2RR to CO can reached 71.5 %, surpassing that of alkaline systems. An excellent operational stability, operating continuously for over 100 h at industrial-scale current density, was also achieved. In a membrane electrode assembly electrolyzer incorporating the Ag@C-d catalyst at the cathode, a 91.6 % CO FE at 200 mA cm−2 can be achieved, accompanied by an energy conversion efficiency of nearly 40 %. These findings highlight the promising performance and potential applications of the developed catalyst for acidic CO2RR.
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
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
敏感的飞松完成签到 ,获得积分10
3秒前
夜话风陵杜完成签到 ,获得积分0
4秒前
WIT_YHM完成签到,获得积分10
5秒前
晴空万里完成签到,获得积分10
6秒前
陈琛琛完成签到,获得积分10
6秒前
激情的健柏完成签到 ,获得积分10
7秒前
8秒前
Kitty完成签到,获得积分10
8秒前
wang5945发布了新的文献求助10
10秒前
MADAO完成签到 ,获得积分10
12秒前
趁热拿铁完成签到 ,获得积分10
13秒前
yu完成签到 ,获得积分10
14秒前
晴空万里发布了新的文献求助10
15秒前
专注的荧完成签到 ,获得积分10
16秒前
蛋挞完成签到 ,获得积分10
17秒前
plz94完成签到 ,获得积分10
18秒前
panxingshan完成签到,获得积分10
18秒前
吃三口茄子完成签到,获得积分10
19秒前
Polyz完成签到 ,获得积分10
21秒前
若琦2026完成签到 ,获得积分10
22秒前
猫猫糖完成签到 ,获得积分10
27秒前
无花果的应助被window1000采纳,获得10
29秒前
30秒前
阿莉莉完成签到 ,获得积分10
30秒前
30秒前
科研通AI6.4的应助被window1000采纳,获得10
30秒前
科研通AI6.4的应助被window1000采纳,获得10
30秒前
fish完成签到 ,获得积分10
30秒前
科研通AI6.2的应助被window1000采纳,获得10
30秒前
小马甲的应助被window1000采纳,获得10
30秒前
科研通AI6.2的应助被window1000采纳,获得10
31秒前
Owen的应助被window1000采纳,获得10
31秒前
科研通AI6.4的应助被window1000采纳,获得10
31秒前
科研通AI6.2的应助被window1000采纳,获得10
31秒前
科研通AI6.2的应助被window1000采纳,获得30
31秒前
cmaz完成签到 ,获得积分10
33秒前
shi hui发布了新的文献求助10
33秒前
LT完成签到 ,获得积分10
33秒前
庄锦涵完成签到 ,获得积分10
36秒前
耍酷的冷雪完成签到,获得积分10
42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
Les Mantodea De Guyane 2000
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Stochastic Models in Operations Research,Vol. 2 600
Organizational Behavior 510
Critical Bildung: Hegel and the Logic of Diremption 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8033056
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9471079
关于积分的说明 21247218
捐赠科研通 7603243
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3389258
关于科研通互助平台的介绍 2521549
邀请新用户注册赠送积分活动 2426465