Hierarchical Cross‐Linked Carbon Aerogels with Transition Metal‐Nitrogen Sites for Highly Efficient Industrial‐Level CO2 Electroreduction

材料科学 过渡金属 法拉第效率 氮气 碳纤维 阴极 催化作用 电流密度 化学工程 电化学 金属 无机化学 气凝胶 纳米技术 电极 物理化学 冶金 化学 有机化学 复合材料 工程类 物理 复合数 量子力学
作者
Yikai Zhang,Xinyue Wang,Sixing Zheng,Bin Yang,Zhongjian Li,Jianguo Lü,Qinghua Zhang,Nadia Mohd Adli,Lecheng Lei,Gang Wu,Yang Hou
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:31 (45) 被引量:87
标识
DOI:10.1002/adfm.202104377
摘要

Abstract Developing highly efficient carbon aerogels (CA) electrocatalysts based on transition metal‐nitrogen sites is critical for the CO 2 electroreduction reaction (CO 2 RR). However, simultaneously achieving a high current density and high Faradaic efficiency (FE) still remains a big challenge. Herein, a series of unique 3D hierarchical cross‐linked nanostructured CA with metal‐nitrogen sites (MN, M = Ni, Fe, Co, Mn, Cu) is developed for efficient CO 2 RR. An optimal CA/N‐Ni aerogel, featured with unique hierarchical porous structure and highly exposed M‐N sites, exhibits an unusual CO 2 RR activity with a CO FE of 98% at −0.8 V. Notably, an industrial current density of 300 mA cm −2 with a high FE of 91% is achieved on CA/N‐Ni aerogel in a flow‐cell reactor, which outperforms almost all previously reported M‐N/carbon based catalysts. The CO 2 RR activity of different CA/N‐M aerogels can be arranged as Ni, Fe, Co, Mn, and Cu from high to low. In situ spectroelectrochemistry analyses validate that the rate‐determining step in the CO 2 RR is the formation of *COOH intermediate. A ZnCO 2 battery is further assembled with CA/N‐Ni as the cathode, which shows a maximum power density of 0.5 mW cm −2 and a superior rechargeable stability.
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
赛特新思完成签到,获得积分10
刚刚
阿喀琉斯拉完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
丘比特应助csj采纳,获得20
刚刚
万能图书馆应助饼饼采纳,获得10
刚刚
zhangzi完成签到,获得积分10
刚刚
Orange应助冰晨采纳,获得10
刚刚
田様应助唔西迪西采纳,获得10
1秒前
斯文凝蕊完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
爆米花应助小李呆呆脑采纳,获得10
1秒前
2秒前
眯眯眼的鸽子完成签到,获得积分10
2秒前
迷你的惋庭完成签到,获得积分20
2秒前
ANNN发布了新的文献求助10
2秒前
美满的小洛完成签到,获得积分20
2秒前
2秒前
liuqi完成签到,获得积分10
3秒前
大个应助不说再见采纳,获得10
3秒前
CipherSage应助露露露采纳,获得10
3秒前
4秒前
熊大完成签到,获得积分10
4秒前
美姬发文章完成签到,获得积分20
5秒前
爱弥儿发布了新的文献求助10
5秒前
SZQR完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
周雪完成签到 ,获得积分10
5秒前
香蕉觅云应助逸凌采纳,获得10
5秒前
flymi1991完成签到,获得积分10
5秒前
彪行天下完成签到,获得积分10
6秒前
传奇3应助火星松鼠采纳,获得10
6秒前
7秒前
7秒前
big壮完成签到 ,获得积分10
7秒前
8秒前
Clement洋发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
CodeCraft应助正直的语海采纳,获得10
8秒前
顽主完成签到,获得积分10
8秒前
磊磊完成签到,获得积分10
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
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
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 7739777
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9288621
关于积分的说明 20190926
捐赠科研通 7317946
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3306213
关于科研通互助平台的介绍 2458630
邀请新用户注册赠送积分活动 2316249