Atmosphere Induces Tunable Oxygen Vacancies to Stabilize Single‐Atom Copper in Ceria for Robust Electrocatalytic CO2 Reduction to CH4

大气(单位) 还原(数学) 氧还原 氧气 氧原子 Atom(片上系统) 材料科学 氧还原反应 还原气氛 无机化学 化学 电极 冶金 电化学 分子 物理化学 物理 计算机科学 嵌入式系统 有机化学 热力学 数学 几何学
作者
Fang Huang,Xiangyu Chen,Huanhuan Sun,Qingduo Zeng,Junjie Ma,Dong Wei,Jinliang Zhu,Zhengjun Chen,Taoyuan Liang,Xucai Yin,Xijun Liu,Feng Xu,Huibing He
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:64 (3): e202415642-e202415642 被引量:98
标识
DOI:10.1002/anie.202415642
摘要

Abstract Electrochemical carbon dioxide reduction (ECO 2 RR) shows great potential to create high‐value carbon‐based chemicals, while designing advanced catalysts at the atomic level remains challenging. The ECO 2 RR performance is largely dependent on the catalyst microelectronic structure that can be effectively modulated through surface defect engineering. Here, we provide an atmosphere‐assisted low‐temperature calcination strategy to prepare a series of single‐atomic Cu/ceria catalysts with varied oxygen vacancy concentrations for robust electrolytic reduction of CO 2 to methane. The obtained Cu/ceria catalyst under H 2 environment (Cu/ceria‐H 2 ) exhibits a methane Faraday efficiency (FE CH4 ) of 70.03 % with a turnover frequency (TOF CH4 ) of 9946.7 h −1 at an industrial‐scale current density of 150 mA cm −2 in a flow cell. Detailed studies indicate the copious oxygen vacancies in the Cu/ceria‐H 2 are conducive to regulating the surface microelectronic structure with stabilized Cu + active center. Furthermore, density functional theory calculations and operando ATR‐SEIRAS demonstrate that the Cu/ceria‐H 2 can markedly enhance the activation of CO 2 , facilitate the adsorption of pivotal intermediates *COOH and *CO, thus ultimately enabling the high selectivity for CH 4 production. This study presents deep insights into designing effective electrocatalysts for CO 2 to CH 4 conversion by controlling the surface microstructure via the reaction atmosphere.
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
1秒前
Jasper应助enoki采纳,获得10
1秒前
1秒前
科研通AI2S应助蓝天采纳,获得10
2秒前
4秒前
杨珂应助谨慎的含巧采纳,获得10
4秒前
Avalonx给ale的求助进行了留言
4秒前
zyyzyyoo完成签到,获得积分10
5秒前
Catherine发布了新的文献求助10
5秒前
maple完成签到,获得积分10
6秒前
安医清嘉发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
波风水门完成签到,获得积分10
7秒前
今后应助雨点采纳,获得10
7秒前
包邮上車完成签到,获得积分10
8秒前
张院士发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
Kao应助是大胖子呀采纳,获得10
9秒前
9秒前
Jovid完成签到,获得积分10
9秒前
Cassiel发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
9秒前
乐乐应助XW采纳,获得10
9秒前
孤独的根号3完成签到,获得积分10
9秒前
CipherSage应助寂11采纳,获得10
10秒前
10秒前
wang应助柠VV采纳,获得30
10秒前
e麓绝尘发布了新的文献求助50
12秒前
海海发布了新的文献求助10
12秒前
Martin发布了新的文献求助10
14秒前
yuki发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
JASONLIU完成签到,获得积分10
15秒前
甜甜玉米发布了新的文献求助10
15秒前
完美世界应助积极的豌豆采纳,获得10
15秒前
16秒前
17秒前
安医清嘉完成签到,获得积分10
17秒前
17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
Nondestructive Testing Handbook: Vol. 4, Thermal and Infrared Testing (IR), 4th ed 800
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 590
Évora na Idade Média 555
Soil mites of the family Rhagidiidae (Actinedida: Eupodoidea). Morphology, Systematics, Ecology 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Stratospheric Ozone: A Textbook 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 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7359590
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8969566
关于积分的说明 19063425
捐赠科研通 7006355
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3222983
关于科研通互助平台的介绍 2386786
邀请新用户注册赠送积分活动 2203818