Dopant-induced electron localization drives CO2 reduction to C2 hydrocarbons

化学 法拉第效率 掺杂剂 电合成 电化学 催化作用 碳纤维 产品分销 化学工程 价(化学) 兴奋剂 无机化学 纳米技术 电极 有机化学 材料科学 光电子学 物理化学 复合材料 工程类 复合数
作者
Yansong Zhou,Fanglin Che,Min Liu,Chengqin Zou,Zhiqin Liang,Phil De Luna,Haifeng Yuan,Jun Li,Zhi-Qiang Wang,Haipeng Xie,Hongmei Li,Peining Chen,Eva Bladt,Rafael Quintero‐Bermudez,Tsun‐Kong Sham,Sara Bals,Johan Hofkens,David Sinton,Gang Chen,Edward H. Sargent
出处
期刊:Nature Chemistry [Springer Nature]
卷期号:10 (9): 974-980 被引量:1127
标识
DOI:10.1038/s41557-018-0092-x
摘要

The electrochemical reduction of CO2 to multi-carbon products has attracted much attention because it provides an avenue to the synthesis of value-added carbon-based fuels and feedstocks using renewable electricity. Unfortunately, the efficiency of CO2 conversion to C2 products remains below that necessary for its implementation at scale. Modifying the local electronic structure of copper with positive valence sites has been predicted to boost conversion to C2 products. Here, we use boron to tune the ratio of Cuδ+ to Cu0 active sites and improve both stability and C2-product generation. Simulations show that the ability to tune the average oxidation state of copper enables control over CO adsorption and dimerization, and makes it possible to implement a preference for the electrosynthesis of C2 products. We report experimentally a C2 Faradaic efficiency of 79 ± 2% on boron-doped copper catalysts and further show that boron doping leads to catalysts that are stable for in excess of ~40 hours while electrochemically reducing CO2 to multi-carbon hydrocarbons. On copper catalysts, Cuδ+ sites play a key role in the electrochemical reduction of CO2 to C2 hydrocarbons, however, they are prone to being reduced (to Cu0) themselves. Now, a Cuδ+-based catalyst is reported that is stable for in excess of ~40 hours while electrochemically reducing CO2 to multi-carbon hydrocarbons and that exhibits a Faradaic efficiency for C2 of ~80%.
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
YHY完成签到,获得积分20
刚刚
lx123完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
木樨发布了新的文献求助10
1秒前
荀煜祺发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
1秒前
2秒前
liao完成签到,获得积分10
2秒前
崩溃发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
勤奋的凌香完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
2秒前
Suki完成签到,获得积分10
2秒前
领导范儿应助如何呢采纳,获得10
3秒前
MICO发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
May完成签到,获得积分10
3秒前
1a完成签到 ,获得积分10
4秒前
lx123发布了新的文献求助10
4秒前
隐形曼青应助Nick采纳,获得10
4秒前
猫一样的完成签到,获得积分10
4秒前
踏实的谷蕊完成签到,获得积分10
4秒前
大朋友发布了新的文献求助10
4秒前
orixero应助臭小子采纳,获得10
5秒前
5秒前
lixin发布了新的文献求助10
5秒前
杨杨完成签到,获得积分10
6秒前
lizhiqian2024发布了新的文献求助10
6秒前
Grayson关注了科研通微信公众号
7秒前
7秒前
给胸毛做spa完成签到,获得积分10
7秒前
好运爆彭完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
豆子完成签到,获得积分10
7秒前
Genetrix应助了一李采纳,获得20
8秒前
无花果应助伶俐如冰采纳,获得10
8秒前
骑着我的毛豆Y去战斗关注了科研通微信公众号
8秒前
Denmark发布了新的文献求助50
8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
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
„Semitische Wissenschaften“? 1510
从k到英国情人 1500
Cummings Otolaryngology Head and Neck Surgery 8th Edition 800
Real World Research, 5th Edition 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5759534
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5520722
关于积分的说明 15394460
捐赠科研通 4896615
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2633799
邀请新用户注册赠送积分活动 1581879
关于科研通互助平台的介绍 1537300