亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Microenvironment Tailoring for Electrocatalytic CO 2 Reduction: Effects of Interfacial Structure on Controlling Activity and Selectivity

化学 选择性 还原(数学) 电催化剂 化学工程 纳米技术 催化作用 电极 电化学 生物化学 物理化学 几何学 数学 工程类 材料科学
作者
Yaqi Cheng,Qixun Li,Muhammad Iskandar B. Salaman,Chaolong Wei,Qilun Wang,Xuehu Ma,Bin Liu,Andrew Barnabas Wong
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:147 (15): 12438-12448 被引量:102
标识
DOI:10.1021/jacs.4c13494
摘要

High Resolution Image Download MS PowerPoint Slide The performance of the electrocatalytic CO 2 reduction reaction (CO 2 RR) is highly dependent on the microenvironment around the cathode. Despite efforts to optimize the microenvironment by modifying nanostructured catalysts or microporous gas diffusion electrodes, their inherent disorder presents a significant challenge to understanding how interfacial structure arrangement within the electrode governs the microenvironment for CO 2 RR. This knowledge gap limits fundamental understanding of CO 2 RR while also hindering efforts to enhance CO 2 RR selectivity and activity. In this work, we investigate this knowledge gap using a tunable system featuring superhydrophobic hierarchical Cu nanowire arrays with microgrooves (NAMs). Adjusting the NAM structure tunes multiple synergistic effects in the microenvironment, which include stabilization of the microwetting state, confinement of CO*, improvement to local CO 2 concentration, and modulation of the local pH. Notably, using mass transport modeling, we quantify the role of the gas–liquid–solid interface in boosting local CO 2 concentrations within several microns of the interface itself. Leveraging these effects, we elucidate how CO* and H* competitively occupy active sites, influencing reaction pathways toward multicarbon products based on tuning the microenvironment. Consequently, we provide new insights into why the optimized configuration significantly increased CO 2 RR activity by 690% (as normalized by electrochemical active surface area), C 2+ product selectivity by 72%, and Faradaic efficiency by 36%, compared to CO 2 RR with hydrophobic Cu foil. Based on these insights, our findings unlock new opportunities to engineer the CO 2 RR microenvironment through the rational organization of hierarchical interface materials in gas diffusion electrodes toward improved CO 2 RR selectivity and activity.
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
周一更发布了新的文献求助10
1秒前
海绵宝宝完成签到 ,获得积分10
5秒前
奋斗不二完成签到,获得积分10
9秒前
研友_LMo56Z完成签到,获得积分10
54秒前
迷人白桃完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
chethiran发布了新的文献求助10
1分钟前
丘比特应助进击的咩咩采纳,获得50
1分钟前
Criminology34举报稳赚赚求助涉嫌违规
1分钟前
魁梧的天佑完成签到,获得积分10
1分钟前
2分钟前
2分钟前
蛋白积聚完成签到,获得积分10
2分钟前
2分钟前
NexusExplorer应助Snow886采纳,获得30
2分钟前
耍酷笑白发布了新的文献求助10
2分钟前
2分钟前
2分钟前
XXshen发布了新的文献求助10
2分钟前
Snow886发布了新的文献求助30
2分钟前
2分钟前
科研通AI6.4应助yat采纳,获得10
2分钟前
学生信的大叔完成签到,获得积分10
2分钟前
搜集达人应助耍酷笑白采纳,获得10
2分钟前
周一更发布了新的文献求助10
2分钟前
英俊的谷蓝完成签到,获得积分10
2分钟前
2分钟前
洗月完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
2分钟前
Snow886发布了新的文献求助30
3分钟前
3分钟前
英姑应助XXshen采纳,获得10
3分钟前
3分钟前
yat发布了新的文献求助10
3分钟前
3分钟前
慕青应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
xuan发布了新的文献求助10
3分钟前
平淡大船完成签到,获得积分10
3分钟前
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
Römisch-Germanische Forschungen 1000
APA handbook of comparative psychology: Basic concepts, methods, neural substrate, and behavior 1000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
The fast track to determining transfer functions of linear circuits: The student guide 500
Electric machines: theory, operating applications, and controls 500
The Analytical and Numerical Solution of Electric and Magnetic Fields 500
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 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7605169
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9181029
关于积分的说明 19662329
捐赠科研通 7179854
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3269491
关于科研通互助平台的介绍 2433424
邀请新用户注册赠送积分活动 2263580