How Strain Alters CO2 Electroreduction on Model Cu(001) Surfaces

过电位 材料科学 催化作用 电解 电解质 化学 碳纤维 外延 化学工程 分析化学(期刊) 电极 纳米技术 复合材料 电化学 物理化学 复合数 有机化学 图层(电子) 工程类
作者
Taewoo Kim,Rishi E. Kumar,Jeffrey A. Brock,Eric E. Fullerton,David P. Fenning
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:11 (11): 6662-6671 被引量:37
标识
DOI:10.1021/acscatal.0c05671
摘要

Carbon dioxide electrolysis powered by renewable energy is a potentially attractive approach to close the carbon cycle and produce key chemical feedstocks. Here, we demonstrate the substantial influence of tensile strain on the selectivity of CO2 reduction toward higher value-added, multicarbon products by modulating the residual mismatch strain of Cu(001) thin film catalysts grown epitaxially on single-crystal Si substrates. By decreasing film thickness from 100 to 20 nm, up to 0.22% tensile strain is introduced in-plane, shifting the measured Cu d-band center at the surface upward, in good agreement with theory. CO2 electrolysis at moderate overpotential (−0.9 V vs reversible hydrogen electrode (RHE)) in 0.1 M KHCO3 electrolyte reveals that the shift in d-band center results in the suppression of single-carbon products, while activity for multicarbon products is maintained. Examination of the ratio of partial current densities for multicarbon products relative to CO and CH4 suggests increased CO insertion and hydrogenation on the tensile-strained Cu(001) surface, driven by a change in the adsorbate bonding because of an increased interaction with the upshifted d-band. This work provides direct experimental evidence on model thin film CO2 catalysts that strain can be systematically manipulated as a valuable tool, independent of catalyst composition, for the design of efficient CO2 electrocatalysts toward energy-dense products.
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
Alien发布了新的文献求助10
刚刚
碧蓝傲蕾发布了新的文献求助10
刚刚
曾经的慕灵完成签到,获得积分10
刚刚
汉堡包应助浅弋采纳,获得10
1秒前
hhhh发布了新的文献求助10
1秒前
茶柠发布了新的文献求助10
1秒前
珂颜堂AI发布了新的文献求助10
1秒前
年过半摆应助上官翠花采纳,获得10
1秒前
1秒前
nt完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
派大力发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
拼搏向前完成签到,获得积分10
3秒前
bkagyin应助ALKUT采纳,获得10
4秒前
几千年完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
Oliver完成签到,获得积分10
5秒前
twinkle发布了新的文献求助10
6秒前
研友_LOawmZ发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
6秒前
明理小海豚完成签到,获得积分10
6秒前
李健应助魏小梅采纳,获得10
6秒前
不吃番茄完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
西部牛仔发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
酷炫的谷梦完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
tan发布了新的文献求助10
8秒前
情怀应助彩色白桃采纳,获得10
8秒前
喵脆角发布了新的文献求助10
8秒前
liwei完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
乐观亿先发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
9秒前
9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
晶种分解过程与铝酸钠溶液混合强度关系的探讨 8888
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
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 6421538
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8240533
关于积分的说明 17513361
捐赠科研通 5475381
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2892427
邀请新用户注册赠送积分活动 1868805
关于科研通互助平台的介绍 1706225