Confinement Effect and 3D Design Endow Unsaturated Single Ni Atoms with Ultrahigh Stability and Selectivity toward CO2 Electroreduction

选择性 催化作用 纳米片 材料科学 纳米孔 法拉第效率 密度泛函理论 可逆氢电极 纳米颗粒 纳米技术 化学工程 电化学 化学 物理化学 计算化学 有机化学 电极 工程类 参比电极
作者
Dan Ping,Siguang Huang,Shide Wu,Yifei Zhang,Shiwen Wang,Xu-Zhao Yang,Lifeng Han,Junfeng Tian,Dongjie Guo,Huajun Qiu,Shaoming Fang
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:20 (14) 被引量:15
标识
DOI:10.1002/smll.202309014
摘要

Abstract Developing single‐atomic catalysts with superior selectivity and outstanding stability for CO 2 electroreduction is desperately required but still challenging. Herein, confinement strategy and three‐dimensional (3D) nanoporous structure design strategy are combined to construct unsaturated single Ni sites (Ni‐N 3 ) stabilized by pyridinic N‐rich interconnected carbon nanosheets. The confinement agent chitosan and its strong interaction with g‐C 3 N 4 nanosheet are effective for dispersing Ni and restraining their agglomeration during pyrolysis, resulting in ultrastable Ni single‐atom catalyst. Due to the confinement effect and structure advantage, such designed catalyst exhibits a nearly 100% selectivity and remarkable stability for CO 2 electroreduction to CO, exceeding most reported state‐of‐the‐art catalysts. Specifically, the CO Faradaic efficiency (FE CO ) maintains above 90% over a broad potential range (‐0.55 to ‐0.95 V vs . RHE) and reaches a maximum value of 99.6% at a relatively low potential of ‐0.67 V. More importantly, the FE CO is kept above 95% within a long‐term 100 h electrolyzing. Density functional theory (DFT) calculations explain the high selectivity for CO generation is due to the high energy barrier required for hydrogen evolution on the unsaturated Ni‐N 3 . This work provides a new designing strategy for the construction of ultrastable and highly selective single‐atom catalysts for efficient CO 2 conversion.
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
2秒前
lizhiqian2024发布了新的文献求助10
2秒前
七一安完成签到,获得积分10
3秒前
三石完成签到 ,获得积分10
3秒前
Hmc完成签到 ,获得积分10
5秒前
6秒前
酷波er应助lizhiqian2024采纳,获得10
8秒前
完美世界应助lizhiqian2024采纳,获得10
8秒前
天天快乐应助monan采纳,获得10
9秒前
科研通AI5应助烟花采纳,获得10
12秒前
14秒前
jiwenting发布了新的文献求助10
19秒前
安静苞络完成签到 ,获得积分10
20秒前
20秒前
22秒前
内向的紫萱完成签到,获得积分10
24秒前
悦耳初之完成签到,获得积分10
25秒前
充电宝应助李昕123采纳,获得10
25秒前
Owen应助oraen1采纳,获得10
28秒前
Distance发布了新的文献求助10
29秒前
希望天下0贩的0应助sun采纳,获得10
29秒前
凌风完成签到,获得积分10
32秒前
在水一方应助王SQ采纳,获得10
33秒前
pluto应助benlee采纳,获得50
36秒前
隐形曼青应助厚朴大师采纳,获得30
37秒前
37秒前
40秒前
41秒前
安安发布了新的文献求助10
44秒前
lizhiqian2024发布了新的文献求助10
46秒前
科研通AI5应助Nancy采纳,获得10
47秒前
斯文败类应助一方通行采纳,获得10
49秒前
半盏完成签到,获得积分10
51秒前
51秒前
steven发布了新的文献求助200
52秒前
lee完成签到,获得积分10
53秒前
脑洞疼应助zhuiyu采纳,获得10
54秒前
隐形曼青应助Jenny采纳,获得20
55秒前
56秒前
58秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2500
Computational Atomic Physics for Kilonova Ejecta and Astrophysical Plasmas 500
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 450
Mixing the elements of mass customisation 360
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
the MD Anderson Surgical Oncology Manual, Seventh Edition 300
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 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3781828
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3327417
关于积分的说明 10231012
捐赠科研通 3042288
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1669966
邀请新用户注册赠送积分活动 799434
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758804