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
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
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
4秒前
Lucas应助科研通管家采纳,获得10
27秒前
shhoing应助科研通管家采纳,获得20
27秒前
27秒前
Olsters完成签到 ,获得积分10
52秒前
Sendoh发布了新的文献求助30
58秒前
echo完成签到,获得积分10
1分钟前
FF完成签到,获得积分10
1分钟前
嘟嘟嘟嘟嘟完成签到,获得积分10
1分钟前
耶耶完成签到,获得积分10
1分钟前
濮阳灵竹完成签到,获得积分10
1分钟前
影子完成签到,获得积分10
1分钟前
猫吃蘑菇完成签到,获得积分10
1分钟前
JOKER完成签到 ,获得积分10
1分钟前
婉孝完成签到,获得积分10
1分钟前
cheong完成签到,获得积分10
1分钟前
超级天磊完成签到,获得积分10
1分钟前
平常以云完成签到 ,获得积分10
1分钟前
标致的之柔完成签到 ,获得积分10
1分钟前
xue完成签到 ,获得积分10
1分钟前
lhhhhh完成签到,获得积分10
1分钟前
pangminmin完成签到,获得积分10
1分钟前
ZHANG完成签到 ,获得积分10
1分钟前
程负暄完成签到 ,获得积分10
1分钟前
开朗艳一完成签到,获得积分10
1分钟前
untilyou完成签到,获得积分10
1分钟前
CC完成签到,获得积分10
1分钟前
慢慢完成签到,获得积分10
1分钟前
如意的手套完成签到,获得积分10
1分钟前
栗子完成签到,获得积分10
1分钟前
jenna完成签到,获得积分10
1分钟前
从从容容关注了科研通微信公众号
1分钟前
平常毛衣完成签到,获得积分10
1分钟前
胖虎完成签到,获得积分10
1分钟前
xlll完成签到,获得积分10
1分钟前
dzjin完成签到,获得积分10
1分钟前
晨曦完成签到 ,获得积分10
1分钟前
勤劳的颤完成签到 ,获得积分10
1分钟前
独孤家驹完成签到 ,获得积分10
1分钟前
tyyyyyy完成签到,获得积分10
1分钟前
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
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1601
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 800
Biology of the Reptilia. Volume 21. Morphology I. The Skull and Appendicular Locomotor Apparatus of Lepidosauria 620
A Guide to Genetic Counseling, 3rd Edition 500
Laryngeal Mask Anesthesia: Principles and Practice. 2nd ed 500
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5558816
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4644001
关于积分的说明 14671546
捐赠科研通 4585255
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2515504
邀请新用户注册赠送积分活动 1489495
关于科研通互助平台的介绍 1460312