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 氢 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
科研通AI6.4的应助被caterpillar采纳,获得10
3秒前
3秒前
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
刘杭完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
Edenn发布了新的文献求助10
7秒前
9秒前
9秒前
SYK发布了新的文献求助10
9秒前
Ez11NaRn发布了新的文献求助10
11秒前
情怀的应助被脏脏包采纳,获得10
11秒前
威武凡柔完成签到,获得积分10
11秒前
无花果的应助被赵彦婷采纳,获得10
12秒前
魏大勋完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
完美世界的应助被合适从霜采纳,获得10
13秒前
平常的青梦完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
柒柒完成签到,获得积分10
14秒前
Yichen发布了新的文献求助10
14秒前
李爱国的应助被高小高采纳,获得10
14秒前
绿色之梦完成签到 ,获得积分10
14秒前
琳穆发布了新的文献求助10
15秒前
淳于黎昕完成签到,获得积分10
18秒前
21秒前
22秒前
嘻嘻完成签到,获得积分10
23秒前
青年才俊发布了新的文献求助10
23秒前
科研通AI6.2的应助被Ez11NaRn采纳,获得10
23秒前
armen完成签到,获得积分10
25秒前
25秒前
田様的应助被袁晓英采纳,获得10
26秒前
00hello00发布了新的文献求助10
26秒前
pan发布了新的文献求助10
27秒前
27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
RNA结合蛋白调控丝状真菌次级代谢的分子机制及功能研究 2000
拉伸高分子熔体中缠结行为的模拟和小角中子散射研究 1080
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Critical Psychology 600
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8145303
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9544308
关于积分的说明 21662107
捐赠科研通 7731240
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3422644
关于科研通互助平台的介绍 2547723
邀请新用户注册赠送积分活动 2465410