Atomic layer confined vacancies for atomic-level insights into carbon dioxide electroreduction

空位缺陷 塔菲尔方程 氧气 格式化 氧化物 化学 密度泛函理论 二氧化碳 材料科学 无机化学 物理化学 计算化学 结晶学 催化作用 电化学 电极 冶金 有机化学 生物化学
作者
Shan Gao,Zhongti Sun,Wei Liu,Xingchen Jiao,Xiaolong Zu,Qitao Hu,Yongfu Sun,Tao Yao,Wenhua Zhang,Shiqiang Wei,Yi Xie
出处
期刊:Nature Communications [Springer Nature]
卷期号:8 (1): 14503-14503 被引量:445
标识
DOI:10.1038/ncomms14503
摘要

The role of oxygen vacancies in carbon dioxide electroreduction remains somewhat unclear. Here we construct a model of oxygen vacancies confined in atomic layer, taking the synthetic oxygen-deficient cobalt oxide single-unit-cell layers as an example. Density functional theory calculations demonstrate the main defect is the oxygen(II) vacancy, while X-ray absorption fine structure spectroscopy reveals their distinct oxygen vacancy concentrations. Proton transfer is theoretically/experimentally demonstrated to be a rate-limiting step, while energy calculations unveil that the presence of oxygen(II) vacancies lower the rate-limiting activation barrier from 0.51 to 0.40 eV via stabilizing the formate anion radical intermediate, confirmed by the lowered onset potential from 0.81 to 0.78 V and decreased Tafel slope from 48 to 37 mV dec-1. Hence, vacancy-rich cobalt oxide single-unit-cell layers exhibit current densities of 2.7 mA cm-2 with ca. 85% formate selectivity during 40-h tests. This work establishes a clear atomic-level correlation between oxygen vacancies and carbon dioxide electroreduction.
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
duoduo发布了新的文献求助10
1秒前
fossil完成签到,获得积分10
1秒前
科研通AI6.1应助夹心采纳,获得10
1秒前
搜集达人应助cultromics采纳,获得10
2秒前
zero发布了新的文献求助10
4秒前
xxxxxxxxx完成签到 ,获得积分10
7秒前
11秒前
桐桐应助SuperZzz采纳,获得10
15秒前
wwdd发布了新的文献求助10
15秒前
汉堡包应助lu采纳,获得10
16秒前
18秒前
18秒前
魔幻以菱完成签到 ,获得积分10
18秒前
21秒前
BB完成签到,获得积分10
21秒前
发文章完成签到,获得积分10
22秒前
卜鑫发布了新的文献求助10
22秒前
YE完成签到,获得积分10
22秒前
22秒前
聪明小于发布了新的文献求助10
23秒前
酆百招csa完成签到,获得积分10
25秒前
25秒前
浑复天完成签到,获得积分10
25秒前
一团小煤球完成签到,获得积分10
27秒前
杨小勺儿完成签到,获得积分10
29秒前
lu发布了新的文献求助10
29秒前
29秒前
愉快向彤完成签到 ,获得积分10
30秒前
李健的小迷弟应助柯白梦采纳,获得10
30秒前
真君山山长完成签到,获得积分10
33秒前
33秒前
Lucas应助杨小勺儿采纳,获得10
33秒前
朴素煎饼发布了新的文献求助10
35秒前
欢呼归尘发布了新的文献求助10
35秒前
9i完成签到 ,获得积分10
36秒前
璇xuan完成签到,获得积分20
38秒前
40秒前
海狗丶发布了新的文献求助10
40秒前
41秒前
myLv98完成签到,获得积分10
44秒前
高分求助中
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 5000
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 3000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Propeller Design 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
First commercial application of ELCRES™ HTV150A film in Nichicon capacitors for AC-DC inverters: SABIC at PCIM Europe 1000
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 纳米技术 化学工程 生物化学 物理 计算机科学 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 冶金 细胞生物学 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6007247
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7537653
关于积分的说明 16121544
捐赠科研通 5153102
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2760552
邀请新用户注册赠送积分活动 1738336
关于科研通互助平台的介绍 1632536