Oxygen-modulated engineering of Cu0–Cu+ interfaces for CO2-to-C2H4 photoreduction

催化作用 选择性 材料科学 电子转移 吸附 太阳能燃料 人工光合作用 纳米技术 光化学 合金 格子(音乐) 化学物理 兴奋剂 能量转换 能量转换效率 光热治疗 级联 光谱学 联轴节(管道) 光电发射光谱学 半导体 化学 化学能 模板 氧化还原 太阳能 选择性表面 碳纤维 吸收光谱法 化学工程
作者
Yuqi Ren,Miao Cheng,Hongbin He,Changjun You,Lunbo Duan,Zhenkun Sun,Ruoxuan Peng,Yuan‐Hao Zhu,Hongyang Zhang,Jiancheng Zhou,Kai Huang,Jie Guan,Naixu Li
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:17 (1): 1084-1084 被引量:9
标识
DOI:10.1038/s41467-025-67844-9
摘要

CO2-to-hydrocarbon fuel conversion via artificial photosynthesis is limited by catalyst poisoning under high O2 partial pressures and sluggish C2-product formation. Herein, Ru0.6Cu1(Cu0–Cu1+)/CeO2 catalysts with adaptive O2 tolerance are prepared by O2-mediated dynamic interfacial reconstruction. Single-atom Ru doping at Ce lattice sites creates a trigonal prismatic coordination configuration, enabling proton-coupled electron transfer and accelerating H2O dissociation. Photothermal effect promotes O2-driven self-assembly of Cu0–Cu1+ charge-gradient interfaces within Ru/Cu alloy clusters, thereby optimizing the adsorption behavior of *CHOCO intermediates and restructuring the C–C coupling pathway. Interfacial charge cascade transfer and geometric site synergy thermodynamically shift the product selectivity from C1 to C2, as determined by operando spectroscopy and electronic structure analysis. Under concentrated solar irradiation, the catalyst produces 549 ± 20 μmol·g−1 C2H4 with 74.3% selectivity and 0.5% solar-to-chemical energy conversion efficiency—25-fold higher than that in non-concentrated systems. Dynamic interfacial regulation facilitates precise carbon chain synthesis in complex reaction networks. Ru0.6Cu1(Cu0–Cu1+)/CeO2 catalyst converts CO2-to-fuels via artificial photosynthesis, overcoming O2 poisoning and sluggish C2 yield through photothermal interface reconstruction. It achieves 74.3% selectivity for C2H4 with 0.5% solar efficiency.
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
1秒前
wonder发布了新的文献求助10
1秒前
CodeCraft应助孟一帆采纳,获得10
1秒前
月月完成签到 ,获得积分10
2秒前
Dr_nie发布了新的文献求助10
3秒前
Teen完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
小圈圈发布了新的文献求助10
5秒前
敛绪完成签到,获得积分20
5秒前
5秒前
7秒前
7秒前
9秒前
10秒前
11秒前
金磊发布了新的文献求助10
11秒前
草木青发布了新的文献求助10
12秒前
fairy发布了新的文献求助10
12秒前
默默的冷亦完成签到 ,获得积分10
13秒前
mzk完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
14秒前
毛毛灰发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
18秒前
Lee发布了新的文献求助10
18秒前
不会科研完成签到,获得积分10
19秒前
Orange应助踏实的绮烟采纳,获得10
20秒前
坚定的莫茗完成签到,获得积分10
20秒前
敏感初露发布了新的文献求助10
20秒前
21秒前
21秒前
22秒前
脑洞疼应助小圈圈采纳,获得10
23秒前
squid发布了新的文献求助30
23秒前
25秒前
香蕉觅云应助不将就采纳,获得10
26秒前
李健的粉丝团团长应助Emma采纳,获得10
26秒前
27秒前
woniu发布了新的文献求助10
27秒前
高分求助中
Ideology and Meaning-Making under the Putin Regime 750
Introduction to Industrial/Organizational Psychology 600
Prompt Engineering for Clinicians: Harnessing AI in Everyday Medical Practice 600
Handbook of Luminescence Dating 500
Safety Pharmacology 500
《KNN基无铅压电陶瓷电学性能优化与物理机理研究》 500
Isomerism In Coordination Compounds 400
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 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 内科学 复合材料 催化作用 光电子学 物理化学 电极 细胞生物学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6935864
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8622653
关于积分的说明 18288796
捐赠科研通 6363779
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3075411
关于科研通互助平台的介绍 2113196
邀请新用户注册赠送积分活动 2052927