Localized Alkaline Environment via In Situ Electrostatic Confinement for Enhanced CO 2 -to-Ethylene Conversion in Neutral Medium

化学 乙烯 电解质 选择性 电合成 催化作用 无机化学 氧化还原 碱金属 氢 电化学 电极 物理化学 有机化学
作者
Zihong Wang,Yecheng Li,Xin Zhao,Shunqiang Chen,Qingshun Nian,Xuan Luo,Jiajia Fan,Digen Ruan,Bingqing Xiong,Xiaodi Ren
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:145 (11): 6339-6348 被引量:297
标识
DOI:10.1021/jacs.2c13384
摘要

Electrocatalytic CO 2 reduction reaction (CO 2 RR) is one of the most promising routes to facilitate carbon neutrality. An alkaline electrolyte is typically needed to promote the production of valuable multi-carbon molecules (such as ethylene). However, the reaction between CO 2 and OH – consumes a significant quantity of CO 2 /alkali and causes the rapid decay of CO 2 RR selectivity and stability. Here, we design a catalyst–electrolyte interface with an effective electrostatic confinement of in situ generated OH – to improve ethylene electrosynthesis from CO 2 in neutral medium. In situ Raman measurements indicate the direct correlation between ethylene selectivity and the intensities of surface Cu–CO and Cu–OH species, suggesting the promoted C–C coupling with the surface enrichment of OH – . Thus, we report a CO 2 -to-ethylene Faradaic efficiency (FE) of 70% and a partial current density of 350 mA cm –2 at −0.89 V vs the reversible hydrogen electrode. Furthermore, the system demonstrated a 50 h stable operation at 300 mA cm –2 with an average ethylene FE of ∼68%. This study offers a universal strategy to tune the reaction micro-environment, and a significantly improved ethylene FE of 64.5% was obtained even in acidic electrolytes (pH = 2).
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
搜集达人的应助被胡运恒采纳,获得10
刚刚
黎l完成签到 ,获得积分10
刚刚
微笑人达发布了新的文献求助10
1秒前
lcc发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
英姑的应助被墨痕采纳,获得10
1秒前
自信的发卡完成签到,获得积分20
1秒前
2秒前
2秒前
3秒前
LIZHEN发布了新的文献求助10
3秒前
bkagyin的应助被xs采纳,获得10
3秒前
小蘑菇的应助被刘能能采纳,获得10
3秒前
3秒前
小废物完成签到,获得积分10
3秒前
我是老大的应助被Jeje采纳,获得10
3秒前
lobster的应助被Diana采纳,获得30
4秒前
5秒前
5秒前
CC412发布了新的文献求助10
5秒前
复杂的紫槐完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
完美世界的应助被明理楷瑞采纳,获得10
5秒前
6秒前
科目三的应助被question500采纳,获得10
6秒前
苹果大王完成签到 ,获得积分10
6秒前
7秒前
8秒前
黎l发布了新的文献求助30
8秒前
予光发布了新的文献求助10
9秒前
ramon完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
科目三的应助被www采纳,获得10
9秒前
10秒前
10秒前
ling完成签到,获得积分10
10秒前
麦乐鸡发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
慕青的应助被XN采纳,获得10
11秒前
badada完成签到 ,获得积分10
11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
Energie-Contracting 1500
Représentation chimique de la structure des kérogènes et des asphaltènes en fonction de leur origine et de leur degré d'évolution 1000
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Oncology Clinical Trials: Successful Design, Conduct, and Analysis, Second Edition 800
Ecotourism 400
Genera Orchidacearum Volume 4: Epidendroideae 300
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 8065232
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9487826
关于积分的说明 21344326
捐赠科研通 7633345
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3397459
关于科研通互助平台的介绍 2527520
邀请新用户注册赠送积分活动 2435444