Confined interface engineering of self-supported Cu@N-doped graphene for electrocatalytic CO2 reduction with enhanced selectivity towards ethanol

石墨烯 选择性 材料科学 密度泛函理论 可逆氢电极 吸附 化学工程 分子 催化作用 纳米技术 电极 化学 无机化学 电化学 有机化学 物理化学 计算化学 参比电极 工程类
作者
Dejin Zang,Xuejiao J. Gao,Leyun Li,Yongge Wei,Haiqing Wang
出处
期刊:Nano Research [Springer Nature]
卷期号:15 (10): 8872-8879 被引量:37
标识
DOI:10.1007/s12274-022-4698-3
摘要

Electroreduction of greenhouse gas CO2 into value-added fuels and chemicals provides a promising pathway to address the issues of energy crisis and environmental change. However, the regulations of the selectivity towards C2 product and the competing hydrogen evolution reaction (HER) are major challenges for CO2 reduction reaction (CO2RR). Here, we develop an interface-enhanced strategy by depositing a thin layer of nitrogen-doped graphene (N-G) on a Cu foam surface (Cu-N-G) to selectively promote the ethanol pathway in CO2RR. Compared to the undetectable ethanol selectivity of pure Cu and Cu@graphene (Cu-G), Cu-N-G has boosted the ethanol selectivity to 33.1% in total Faradic efficiency (FE) at −0.8 V vs. reversible hydrogen electrode (RHE). The experimental and density functional theory (DFT) results verify that the interconnected graphene coating can not only serve as the fast charge transport channel but also provide confined nanospace for mass transfer. The N doping can not only trigger the intrinsic interaction between N in N-G and CO2 molecule for enriching the local concentration of reactants but also promote the average valence state of Cu for C-C coupling pathways. The confinement effect at the interface of Cu-N-G can not only provide high adsorbed hydrogen (Had) coverage but also stabilize the key ⋆HCCHOH intermediate towards ethanol pathway. The provided interface-enhanced strategy herein is expected to inspire the design of Cu-based CO2RR electrocatalysts towards multi-carbon 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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
Mike001发布了新的文献求助10
6秒前
苗条的怀薇完成签到,获得积分10
8秒前
jeffrey完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
欢喜的小天鹅完成签到 ,获得积分10
12秒前
赵宇完成签到 ,获得积分10
14秒前
18秒前
yuewang发布了新的文献求助10
23秒前
认真的菲完成签到 ,获得积分10
24秒前
byby完成签到,获得积分10
24秒前
LL完成签到,获得积分10
24秒前
愉快的定帮完成签到 ,获得积分10
45秒前
46秒前
拴Q完成签到 ,获得积分10
46秒前
47秒前
junzilan完成签到,获得积分10
51秒前
Xu完成签到 ,获得积分10
52秒前
LL发布了新的文献求助10
53秒前
centlay完成签到,获得积分0
53秒前
段段完成签到 ,获得积分10
54秒前
baymax完成签到 ,获得积分10
54秒前
晓晓晓完成签到,获得积分10
55秒前
沉默洋葱完成签到,获得积分10
59秒前
晓晓晓发布了新的文献求助10
1分钟前
zhoumiao完成签到 ,获得积分10
1分钟前
xt完成签到,获得积分10
1分钟前
wnll完成签到,获得积分10
1分钟前
LZ完成签到,获得积分10
1分钟前
XQ完成签到,获得积分10
1分钟前
竹羽完成签到 ,获得积分0
1分钟前
火星上访旋完成签到,获得积分10
1分钟前
脑洞疼应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
充电宝应助科研通管家采纳,获得30
1分钟前
脑洞疼应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
11应助yuewang采纳,获得10
1分钟前
完美世界应助yuewang采纳,获得10
1分钟前
pphss完成签到,获得积分10
1分钟前
jay完成签到 ,获得积分10
1分钟前
蚂蚱完成签到 ,获得积分10
1分钟前
麦子完成签到,获得积分10
1分钟前
高分求助中
Teaching Social and Emotional Learning in Physical Education 900
Plesiosaur extinction cycles; events that mark the beginning, middle and end of the Cretaceous 500
Two-sample Mendelian randomization analysis reveals causal relationships between blood lipids and venous thromboembolism 500
Chinese-English Translation Lexicon Version 3.0 500
[Lambert-Eaton syndrome without calcium channel autoantibodies] 440
薩提亞模式團體方案對青年情侶輔導效果之研究 400
3X3 Basketball: Everything You Need to Know 310
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2387627
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2094007
关于积分的说明 5270272
捐赠科研通 1820770
什么是DOI,文献DOI怎么找? 908273
版权声明 559267
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 485216