Atomically dispersed cerium on copper tailors interfacial water structure for efficient CO-to-acetate electroreduction

电解 法拉第效率 催化作用 选择性 电催化剂 电合成 合成气 化学 材料科学 化学工程 无机化学 电化学 电极 有机化学 物理化学 工程类 电解质
作者
Peng‐Peng Yang,Zhi‐Zheng Wu,Ye-Cheng Li,Shu-Ping Sun,Yu-Cai Zhang,Jing-Wen DuanMu,Pu-Gan Lu,Xiaolong Zhang,Fei‐Yue Gao,Yu Yang,Ye-Hua Wang,Peng-Cheng Yu,Shikuo Li,Min‐Rui Gao
出处
期刊:Nature Communications [Springer Nature]
卷期号:16 (1): 2811-2811 被引量:12
标识
DOI:10.1038/s41467-025-58109-6
摘要

Electrosynthesis of acetate from carbon monoxide (CO) powered by renewable electricity offers one promising avenue to obtain valuable carbon-based products but undergoes unsatisfied selectivity because of the competing hydrogen evolution reaction. We report here a cerium single atoms (Ce-SAs) modified crystalline-amorphous dual-phase copper (Cu) catalyst, in which Ce SAs reduce the electron density of the dual-phase Cu, lowering the proportion of interfacial K+ ion hydrated water (K·H2O) and thereby decreasing the H* coverage on the catalyst surface. Meanwhile, the electron transfer from dual-phase Cu to Ce SAs yields Cu+ species, which boost the formation of active atop-adsorbed *CO (COatop), improving COatop-COatop coupling kinetics. These together lead to the preferential pathway of ketene intermediate (*CH2-C=O) formation, which then reacts with OH- enriched by pulsed electrolysis to generate acetate. Using this catalyst, we achieve a high Faradaic efficiency of 71.3 ± 2.1% toward acetate and a time-averaged acetate current density of 110.6 ± 2.0 mA cm-2 under a pulsed electrolysis mode. Furthermore, a flow-cell reactor assembled by this catalyst can produce acetate steadily for at least 138 hours with selectivity greater than 60%.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
2秒前
Ian_Zhang应助lawang采纳,获得30
2秒前
David发布了新的文献求助10
4秒前
阿辉完成签到 ,获得积分10
4秒前
5秒前
5秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
6秒前
Repher发布了新的文献求助10
7秒前
研友_VZG7GZ应助华夫饼采纳,获得10
8秒前
666888发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
10秒前
浮游应助石头采纳,获得10
10秒前
Ellen发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
万事遂意完成签到,获得积分10
12秒前
灰灰发布了新的文献求助10
14秒前
qiang完成签到,获得积分20
15秒前
迷人的勒发布了新的文献求助10
16秒前
田様应助卧待春雷采纳,获得10
16秒前
16秒前
纳兰嫣然发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
香蕉觅云应助李李采纳,获得10
17秒前
Ellen完成签到,获得积分10
18秒前
yueee发布了新的文献求助10
21秒前
23秒前
火羊宝发布了新的文献求助10
24秒前
贪玩笑容完成签到 ,获得积分10
24秒前
24秒前
SciGPT应助宝宝熊的熊宝宝采纳,获得10
28秒前
万能图书馆应助yueee采纳,获得10
29秒前
30秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
30秒前
31秒前
DT完成签到,获得积分10
32秒前
情怀应助木木彡采纳,获得10
32秒前
FashionBoy应助110采纳,获得10
34秒前
34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
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.).. Frederic G. Reamer 1070
Alloy Phase Diagrams 1000
Introduction to Early Childhood Education 1000
2025-2031年中国兽用抗生素行业发展深度调研与未来趋势报告 1000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 871
Synthesis and properties of compounds of the type A (III) B2 (VI) X4 (VI), A (III) B4 (V) X7 (VI), and A3 (III) B4 (V) X9 (VI) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5421857
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4536813
关于积分的说明 14155261
捐赠科研通 4453423
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2442862
邀请新用户注册赠送积分活动 1434244
关于科研通互助平台的介绍 1411370