Rationally designed negative electrode for selective CO2-to-CO conversion in protonic ceramic electrochemical cells

材料科学 电极 电化学 陶瓷 电催化剂 格式化 可逆氢电极 选择性 电解质 氧化物 化学工程 无机化学 催化作用 工作电极 冶金 复合材料 物理化学 有机化学 工程类 化学
作者
Fan Liu,Liyang Fang,David R. Diercks,Pejman Kazempoor,Chuancheng Duan
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier]
卷期号:102: 107722-107722 被引量:24
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2022.107722
摘要

Protonic ceramic electrochemical cells (PCECs) are solid-state electrochemical devices that employ proton-conducting oxides as electrolytes, which offer a promising approach for electrification of chemical manufacturing, including CO2 reduction to produce value-added chemicals (e.g., CO). The primary advantage of PCECs is their intermediate operating temperatures (300–600 °C), which thermodynamically and kinetically favor the CO2 reduction chemistry at the negative electrode. However, the conventional negative electrodes of PCECs, such as BaZr0.8−xCexY0.2O3-δ-Ni or BaZr0.8−xCexY0.1Yb0.1O3-δ-Ni, cannot reduce CO2 to either CH4 or CO with a selectivity of >99 %, leading to the production of a CO and CH4 mixture. Herein, an oxide-supported in-situ exsolved Ni-Fe alloyed nanoparticle electrocatalyst, Sr2Fe1.4Mo0.5O6-δ-Ni0.175 (SFM-Ni0.175), is first employed as the negative electrode of PCECs. The PCECs equipped with this new negative electrode selectively favor the CO2-to-CO conversion. A selectivity of ~100 % toward CO has been demonstrated over a wide range of operating temperatures (400–600 °C) and applied potentials/current densities. The negative electrode demonstrated in this work fully suppresses the CH4 production. In situ diffuse reflectance infrared spectroscopy (DRIFTS) was performed to probe the CO2 reduction mechanisms over both SFM-Ni0.175 and the traditional negative electrode (BCZYYb7111 +Ni), which indicates SFM-Ni0.175 inhibits the formation of formate species, leading to selective production of CO. This work validates that PCECs equipped with the rationally designed negative electrode can selectively manufacture chemicals.
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
小宝贝啥也不懂完成签到,获得积分10
1秒前
123456完成签到 ,获得积分10
1秒前
山野桃饼完成签到,获得积分10
2秒前
lzc完成签到,获得积分10
2秒前
SophiaS完成签到,获得积分10
2秒前
甜美的月饼完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
zoujianqiao发布了新的文献求助10
4秒前
我是老大应助药药55采纳,获得10
7秒前
共享精神应助冷傲的静枫采纳,获得10
7秒前
okkksyyy完成签到 ,获得积分10
8秒前
Eric完成签到,获得积分0
8秒前
8秒前
wzf发布了新的文献求助10
9秒前
学术天后完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
Zp完成签到,获得积分10
11秒前
眼睛大的从雪完成签到,获得积分10
11秒前
鳗鱼不尤完成签到,获得积分10
11秒前
个性跳跳糖完成签到,获得积分10
11秒前
wddx完成签到,获得积分10
12秒前
小录完成签到 ,获得积分10
13秒前
蓝莓小蛋糕完成签到 ,获得积分10
14秒前
guandada完成签到 ,获得积分10
17秒前
拓力库海发布了新的文献求助200
17秒前
ASSA完成签到,获得积分10
18秒前
C5b6789n发布了新的文献求助20
18秒前
陈永伟完成签到,获得积分10
18秒前
HC完成签到,获得积分10
19秒前
markerfxq完成签到,获得积分10
19秒前
wyw完成签到,获得积分10
20秒前
四月发布了新的文献求助10
21秒前
huahua完成签到,获得积分10
22秒前
科研通AI6.1应助roy_chiang采纳,获得30
22秒前
cc完成签到,获得积分10
23秒前
BABY五齿完成签到,获得积分10
24秒前
25秒前
冷傲的静枫完成签到,获得积分20
25秒前
小熙完成签到 ,获得积分10
26秒前
wangbq完成签到 ,获得积分10
26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
Encyclopedia of Forensic and Legal Medicine Third Edition 5000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 2000
中国脑卒中防治报告 1000
Variants in Economic Theory 1000
Global Ingredients & Formulations Guide 2014, Hardcover 1000
Operational Bulk Evaporation Duct Model for MORIAH Version 1.2 520
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 5829940
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 6051344
关于积分的说明 15577729
捐赠科研通 4949361
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2666874
邀请新用户注册赠送积分活动 1612422
关于科研通互助平台的介绍 1567578