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Fast Screening for Copper‐Based Bimetallic Electrocatalysts: Efficient Electrocatalytic Reduction of CO2to C2+Products on Magnesium‐Modified Copper

电催化剂 双金属片 催化作用 法拉第效率 无机化学 化学 材料科学 电极 化学工程 电化学 冶金 有机化学 物理化学 工程类
作者
Mingcan Xie,Yan Shen,Wenchao Ma,Di‐Ye Wei,Biao Zhang,Zihan Wang,Yihan Wang,Qinghong Zhang,Shunji Xie,Cheng Wang,Ye Wang
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:61 (51) 被引量:47
标识
DOI:10.1002/anie.202213423
摘要

Abstract Electroreduction of CO 2 (CO 2 RR) into high value‐added chemicals is an attractive route to achieve carbon neutrality. However, the development of an efficient catalyst for CO 2 RR is still largely by trial‐and‐error and is very time‐consuming. Herein, we built an electrocatalyst testing platform featuring a home‐built automatic flow cell to accelerate the discovery of efficient catalysts. A fast screening of 109 Cu‐based bimetallic catalysts in only 55 h identifies Mg combined with Cu as the best electrocatalyst for CO 2 to C 2+ products. The thus designed Mg−Cu catalyst achieves a Faradaic efficiency (FE) of C 2+ products up to 80 % with a current density of 1.0 A cm −2 at −0.77 V versus reversible hydrogen electrode (RHE). Systematic experiments with in situ spectroelectrochemistry analyses show that Mg 2+ species stabilize Cu + sites during CO 2 RR and promote the CO 2 activation, thus enhancing the *CO coverage to promote C−C coupling.
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