Fluorine‐Tuned Atomically Dispersed Magnesium Sites for Highly Efficient CO 2 Electrocatalytic Reduction

材料科学 催化作用 过渡金属 电化学 二氧化碳电化学还原 电极 密度泛函理论 电催化剂 可逆氢电极 金属 无机化学 解吸 化学工程 原子单位 电子结构 原子轨道 氧化还原 纳米技术 化学物理 反应机理 纳米尺度 标准氢电极 碳纤维 限制 电化学能量转换
作者
Huanyan Liu,Mingxin Gao,Weidong Cheng,Zhongnan Ling,Shuming Zhou,Shiju Yu,Jian-Kang Liu,Zhong-Jun Chen,Guang Mo,Wu Xuehui,Zhonghua Wu,Yaguang Peng,Xinchen Kang,Buxing Han,Xueqing Xing
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
标识
DOI:10.1002/adfm.202521705
摘要

Abstract The electrochemical carbon dioxide reduction reaction (CO 2 RR) represents a promising strategy for converting CO 2 into CO. Atomically dispersed transition metal sites have an exceptional ability to activate CO 2 . However, the strong hybridization between the 3 d orbitals of these transition metals and the 5σ or 2π * orbital of CO significantly impedes * CO desorption, thereby limiting the overall CO generation activity. In contrast, s ‐block metals, with diffuse 3 s electron clouds, exhibit weaker interactions with * CO. Nevertheless, their practical application is hindered by the high energy barrier associated with the formation of the * COOH intermediate. To address these challenges, a fluorine(F)‐tuned magnesium single‐atom catalyst (Mg‐SAC) is developed. Remarkably, this catalyst achieved a CO Faraday efficiency of 97.3% and a current density of 260.4 mA cm −2 at −0.4 V vs the reversible hydrogen electrode in a flow cell, surpassing the performance of most state‐of‐the‐art SACs and transition metal catalysts reported in the literature. Mechanistic studies reveal that * CO desorption on Mg sites is significantly easier compared to that on Fe and Co sites. Furthermore, the incorporation of F atoms modifies the electronic structure of the MgN 4 sites, substantially lowering the energy barrier for the formation of the critical * COOH intermediate.
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
可爱的小夏完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
season6669发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
壹百万发布了新的文献求助10
4秒前
tianji完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
姚序东发布了新的文献求助30
5秒前
科研通AI6.4应助乐邦詹士采纳,获得10
6秒前
Orange应助pam采纳,获得10
6秒前
白板完成签到,获得积分20
6秒前
6秒前
6秒前
所所应助linman采纳,获得10
6秒前
小二郎应助向北采纳,获得10
6秒前
思源应助独角戏采纳,获得30
7秒前
panda发布了新的文献求助10
8秒前
赘婿应助Wlx采纳,获得10
9秒前
田様应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
10秒前
10秒前
科研通AI6.4应助zhou采纳,获得10
10秒前
Jasper应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
lee发布了新的文献求助200
10秒前
大个应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
努力心发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
香蕉觅云应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
11秒前
打打应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
11秒前
香蕉觅云应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
科研通AI6.4应助念l采纳,获得10
12秒前
hhxx完成签到,获得积分20
13秒前
13秒前
花生发布了新的文献求助10
13秒前
aajhajkahna应助科先生采纳,获得10
15秒前
健康的涔完成签到,获得积分10
15秒前
15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
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
CLSI VET01S-2024 Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacteria Isolated From Animals (7th Ed) 500
A Case Study on Hotels as Noncongregate Emergency Living Accommodations for Returning Citizens 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 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7764187
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9308406
关于积分的说明 20305620
捐赠科研通 7348813
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3314276
关于科研通互助平台的介绍 2463843
邀请新用户注册赠送积分活动 2328387