亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Boosting Electrochemical CO2 Reduction via Surface Hydroxylation over Cu-Based Electrocatalysts

催化作用 电化学 化学 法拉第效率 化学工程 阴极 选择性 羟基化 分子 电极 无机化学 材料科学 有机化学 物理化学 工程类
作者
Congcong Li,Zhongyuan Guo,Zhongliang Liu,Tingting Zhang,Haojun Shi,Jialin Cui,Minghui Zhu,Ling Zhang,Hao Li,Huihui Li,Chunzhong Li
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:13 (24): 16114-16125 被引量:41
标识
DOI:10.1021/acscatal.3c02454
摘要

Electrochemical CO2 reduction (CO2R) to valuable multicarbon (C2+) products is an attractive means for upgrading waste CO2. One of the intensively studied strategies is to apply concentrated KOH solution to extensively proceed with CO2R to C2+ products; however, the undesired carbonate formation at the cathode consumes majority of the input CO2. Therefore, it is crucial to seek a new strategy to improve the local environment at the electrode and thus eliminate or reduce dependence of the selectivity of CO2R on bulk OH– concentration. However, tailoring a stable surface hydroxylation reaction microenvironment near the catalyst surface throughout the extended CO2R operation process is still a challenge. Here, we implement the concept of molecular surface modification experimentally by applying a hydroxyl-functionalized surface strategy (i.e., capping hydroxyl-rich molecules over a set of Cu2O catalysts) to enhance the formation of C2+ products. Electrochemical experiments and operando characterizations confirm the stable presence of hydroxyl species near the catalyst surface during the CO2R operation and its advantage in converting absorbed *CO into C2+ products. As a result, the Faradaic efficiency of C2+ products of 81.5% and the cathodic energy efficiency of 43.1% were achieved with a partial current density of 285 mA cm–2 in a flow cell. Using a cation-exchange membrane electrode assembly device, we demonstrated the stable production of ethylene over 100 h at an average current density of 151 mA cm–2. Theoretical analyses also show that hydroxyl-rich molecules such as gluconic acid can lead to the electron loss of the Cu sites, which is beneficial for *CO adsorption and thus the formation of C2+ products. Our results reveal the significance of tailoring a stable local reaction microenvironment over the catalyst surface in an electrochemical system.
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
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
19秒前
MchemG完成签到,获得积分0
31秒前
斯文败类应助zrm采纳,获得10
36秒前
1分钟前
lwy发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
zrm发布了新的文献求助10
1分钟前
桐桐应助lwy采纳,获得10
1分钟前
2分钟前
乐乐应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
GPTea应助科研通管家采纳,获得20
2分钟前
2分钟前
3分钟前
席江海完成签到,获得积分0
4分钟前
可耐的冰萍完成签到,获得积分10
4分钟前
GPTea应助科研通管家采纳,获得20
4分钟前
小西完成签到 ,获得积分10
4分钟前
5分钟前
酷波er应助Fu采纳,获得10
5分钟前
6分钟前
wukong完成签到,获得积分10
6分钟前
DPmmm发布了新的文献求助10
6分钟前
null应助科研通管家采纳,获得10
6分钟前
GPTea应助科研通管家采纳,获得20
6分钟前
今后应助狂奔弟弟采纳,获得10
6分钟前
6分钟前
狂奔弟弟发布了新的文献求助10
6分钟前
6分钟前
RunK发布了新的文献求助10
6分钟前
6分钟前
Fu发布了新的文献求助10
7分钟前
希望天下0贩的0应助RunK采纳,获得10
7分钟前
Ava应助Fu采纳,获得10
7分钟前
RunK完成签到,获得积分10
7分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
7分钟前
7分钟前
WANWAN发布了新的文献求助10
7分钟前
7分钟前
WANWAN完成签到,获得积分10
7分钟前
furin001完成签到,获得积分10
7分钟前
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
Разработка технологических основ обеспечения качества сборки высокоточных узлов газотурбинных двигателей,2000 1000
Vertebrate Palaeontology, 5th Edition 510
ISO/IEC 24760-1:2025 Information security, cybersecurity and privacy protection — A framework for identity management 500
碳捕捉技术能效评价方法 500
Optimization and Learning via Stochastic Gradient Search 500
Nuclear Fuel Behaviour under RIA Conditions 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4695319
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4065385
关于积分的说明 12568936
捐赠科研通 3764479
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2079040
邀请新用户注册赠送积分活动 1107323
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 985620