Carbon Nanogrid‐Directed Interfacial Electric Field Engineering Boosts Selective CO 2 ‐to‐Formate Electrosynthesis

法拉第效率 格式化 材料科学 甲酸 纳米技术 电合成 电化学 催化作用 电场 化学工程 制氢 碳纳米管 电催化剂 离解(化学) 动力学 表面工程 离子 纳米颗粒 纳米工程 多相催化
作者
Zewen Wang,Meiling Wang,Mingwei Fang,Ying Zhu,Lei Jiang
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:22 (15): e14141-e14141
标识
DOI:10.1002/smll.202514141
摘要

ABSTRACT Efficient and durable electrochemical conversion of CO 2 to formate at industrially relevant current densities remains challenging, as Sn‐based catalysts often suffer from poor conductivity, structural degradation, and overly strong binding to key reaction intermediates. Here, we introduce a nanogrid‐directed interfacial electric field engineering strategy that addresses these limitations by spatially confining Sn nanoparticles within a conductive carbon nanotube nanogrid framework (Sn@CNT). The hierarchical architecture induces intense and well‐distributed interfacial electric fields, which accelerate charge transport, optimize the adsorption–desorption kinetics of *HCOOH intermediates, and promote interfacial H 2 O dissociation while maintaining a favorable local ion environment. As a result, the Sn@CNT catalyst delivers a Faradaic efficiency (FE) of 95.6% for formate at 300 mA cm −2 , and maintains over 90% FE for 200 h in a flow cell in alkaline conditions. In the solid‐electrolyte cell, the formate combines with protons to yield formic acid, enabling stable production of 1.1 m formic acid at 400 mA for more than 300 h without observable performance decay. Operando spectroscopy and theoretical simulations reveal that the CNT nanogrid establishes a confined interfacial field that redistributes local charges, facilitates H 2 O activation, and lowers the desorption barrier of *HCOOH intermediates. This cooperative field modulation also establishes a mild microenvironment that enhances CO 2 reduction kinetics while suppressing the competing hydrogen evolution reaction. This work demonstrates nanogrid‐directed interfacial field engineering as a broadly applicable approach for tailoring electrochemical interfaces, offering design principles for efficient and stable CO 2 ‐to‐formate electrosynthesis.
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
bakerwm发布了新的文献求助10
1秒前
Aimee发布了新的文献求助10
1秒前
小马甲应助甜甜的妙芹采纳,获得10
2秒前
bkagyin应助英俊的慕青采纳,获得10
2秒前
七一完成签到 ,获得积分10
3秒前
可爱的幼枫完成签到,获得积分10
3秒前
科研小白发布了新的文献求助10
3秒前
王金铭发布了新的文献求助10
4秒前
凝土完成签到 ,获得积分10
4秒前
5秒前
长情的涔完成签到 ,获得积分0
5秒前
5秒前
zj发布了新的文献求助10
5秒前
7秒前
程艾影完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
上官若男应助fuzh采纳,获得10
7秒前
7秒前
8秒前
SciGPT应助Tender采纳,获得10
9秒前
9秒前
丘比特应助风趣若男采纳,获得10
9秒前
光华依旧发布了新的文献求助10
10秒前
程艾影发布了新的文献求助10
12秒前
王王碎冰冰完成签到 ,获得积分10
12秒前
Akim应助bakerwm采纳,获得10
12秒前
joo发布了新的文献求助10
12秒前
HuHengyi发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
14秒前
16秒前
qingsyxuan完成签到,获得积分10
17秒前
ICEEE发布了新的文献求助10
19秒前
komorebi发布了新的文献求助10
19秒前
FIN发布了新的文献求助50
20秒前
22秒前
Sherry完成签到,获得积分10
23秒前
24秒前
24秒前
25秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Development of a Bridge Weigh-In-Motion System: A technology to convert the bridge response to the passage of traffic into data on vehicle configurations, speeds, times of travel and weights 1000
Molecular Mechanisms of Photosynthesis, 4th Edition 1000
Organic Reactions, Volume 116 1000
Current concepts in cutaneous toxicity : proceedings of the Fourth Conference on Cutaneous Toxicity, Washington, D.C., May 9-11, 1979 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7267162
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8888171
关于积分的说明 18787252
捐赠科研通 6944175
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3203300
关于科研通互助平台的介绍 2376216
邀请新用户注册赠送积分活动 2179146