Atomically Defined Undercoordinated Active Sites for Highly Efficient CO2 Electroreduction

材料科学 法拉第效率 电催化剂 石墨烯 选择性 碳纤维 Atom(片上系统) 纳米技术 化学工程 催化作用 电极 物理化学 电化学 化学 复合数 计算机科学 嵌入式系统 复合材料 工程类 冶金 生物化学
作者
Wanzhen Zheng,Jian Yang,Hengquan Chen,Yang Hou,Qi Wang,Meng Gu,Feng He,Ying Xia,Xia Zheng,Zhongjian Li,Bin Yang,Lecheng Lei,Chris Yuan,Qinggang He,Ming Qiu,Xinliang Feng
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:30 (4) 被引量:263
标识
DOI:10.1002/adfm.201907658
摘要

Abstract Electrocatalytic reduction of carbon dioxide (CO 2 ER) in rechargeable Zn–CO 2 battery still remains a great challenge. Herein, a highly efficient CO 2 ER electrocatalyst composed of coordinatively unsaturated single‐atom copper coordinated with nitrogen sites anchored into graphene matrix (Cu–N 2 /GN) is reported. Benefitting from the unsaturated coordination environment and atomic dispersion, the ultrathin Cu–N 2 /GN nanosheets exhibit a high CO 2 ER activity and selectivity for CO production with an onset potential of −0.33 V and the maximum Faradaic efficiency of 81% at a low potential of −0.50 V, superior to the previously reported atomically dispersed Cu–N anchored on carbon materials. Experimental results manifest the highly exposed and atomically dispersed Cu–N 2 active sites in graphene framework where the Cu species are coordinated by two N atoms. Theoretical calculations demonstrate that the optimized reaction free energy for Cu–N 2 sites to capture CO 2 promote the adsorption of CO 2 molecules on Cu–N 2 sites; meanwhile, the short bond lengths of Cu–N 2 sites accelerate the electron transfer from Cu–N 2 sites to *CO 2 , thus efficiently boosting the *COOH generation and CO 2 ER performance. A designed rechargeable Zn–CO 2 battery with Cu–N 2 /GN nanosheets deliver a peak power density of 0.6 mW cm −2 , and the charge process of battery can be driven by natural solar energy.
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
华仔应助帅气的祥采纳,获得10
刚刚
jhcraul完成签到,获得积分0
1秒前
路在脚下完成签到 ,获得积分10
2秒前
是三石啊完成签到 ,获得积分10
2秒前
8秒前
song完成签到 ,获得积分10
11秒前
香香丿完成签到 ,获得积分10
11秒前
不回首完成签到 ,获得积分10
13秒前
帅气的祥发布了新的文献求助10
14秒前
玛琳卡迪马完成签到,获得积分10
16秒前
盛宇大天才完成签到,获得积分10
23秒前
帅气的祥完成签到,获得积分10
25秒前
无物完成签到,获得积分10
26秒前
28秒前
30秒前
hahaha完成签到,获得积分10
32秒前
Antonio完成签到 ,获得积分10
32秒前
skjt完成签到 ,获得积分10
33秒前
cdercder应助聪慧芷巧采纳,获得10
33秒前
WSYang完成签到,获得积分10
33秒前
小当家完成签到,获得积分10
34秒前
风中的蜜蜂完成签到,获得积分10
35秒前
爱岗敬业牛马人完成签到 ,获得积分10
42秒前
在九月完成签到 ,获得积分10
42秒前
tyt完成签到 ,获得积分10
43秒前
wxxz完成签到,获得积分10
44秒前
欢喜板凳完成签到 ,获得积分10
49秒前
zjzjzjzjzj完成签到 ,获得积分10
53秒前
小韩完成签到,获得积分10
57秒前
xmqaq完成签到,获得积分10
59秒前
ahui完成签到 ,获得积分10
1分钟前
fusheng完成签到 ,获得积分10
1分钟前
ZZzz完成签到 ,获得积分10
1分钟前
KKKKKKK完成签到 ,获得积分10
1分钟前
浮生完成签到 ,获得积分10
1分钟前
ah_junlei完成签到 ,获得积分10
1分钟前
hhf完成签到,获得积分10
1分钟前
雨柏完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
Lazarus_x完成签到,获得积分10
1分钟前
高分求助中
Mass producing individuality 600
Algorithmic Mathematics in Machine Learning 500
Разработка метода ускоренного контроля качества электрохромных устройств 500
A Combined Chronic Toxicity and Carcinogenicity Study of ε-Polylysine in the Rat 400
Advances in Underwater Acoustics, Structural Acoustics, and Computational Methodologies 300
The Power of High-Throughput Experimentation: General Topics and Enabling Technologies for Synthesis and Catalysis (Volume 1) 200
NK Cell Receptors: Advances in Cell Biology and Immunology by Colton Williams (Editor) 200
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3827379
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3369689
关于积分的说明 10456788
捐赠科研通 3089365
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1699847
邀请新用户注册赠送积分活动 817534
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 770251