Over 70 % Faradaic Efficiency for CO2 Electroreduction to Ethanol Enabled by Potassium Dopant‐Tuned Interaction between Copper Sites and Intermediates

法拉第效率 选择性 掺杂剂 化学 乙醇 电子转移 吸附 催化作用 兴奋剂 乙醇燃料 组合化学 光化学 电化学 有机化学 材料科学 物理化学 电极 光电子学
作者
Lianchun Ding,Nannan Zhu,Yan Hu,Zheng Chen,Pin Song,Tian Sheng,Zhengcui Wu,Yujie Xiong
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:61 (36): e202209268-e202209268 被引量:139
标识
DOI:10.1002/anie.202209268
摘要

It is highly desired yet challenging to steer the CO2 electroreduction reaction (CO2 ER) toward ethanol with high selectivity, for which the evolution of reaction intermediates on catalytically active sites holds the key. Herein, we report that K doping in Cu2 Se nanosheets array on Cu foam serves as a versatile way to tune the interaction between Cu sites and reaction intermediates in CO2 ER, enabling highly selective production of ethanol. As revealed by characterization and simulation, the electron transfer from K to Se can stabilize CuI species which facilitate the adsorption of linear *COL and bridge *COB intermediates to promote C-C coupling during CO2 ER. As a result, the optimized K11.2% -Cu2 Se nanosheets array can catalyze CO2 ER to ethanol as a single liquid product with high selectivity in a potential area from -0.6 to -1.2 V. Notably, it offers a Faradaic efficiency of 70.3 % for ethanol production at -0.8 V with as is stable for 130 h.
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