Industrial-current-density CO2-to-formate conversion with low overpotentials enabled by disorder-engineered metal sites

过电位 格式化 法拉第效率 材料科学 电流密度 金属 傅里叶变换红外光谱 无机化学 化学 化学工程 电化学 物理化学 催化作用 电极 冶金 有机化学 工程类 物理 量子力学
作者
Zhiqiang Wang,Xiaolong Zu,Xiaodong Li,Li Li,Yang Wu,Shumin Wang,Peiquan Ling,Yuan Zhao,Yongfu Sun,Yi Xie
出处
期刊:Nano Research [Springer Science+Business Media]
卷期号:15 (8): 6999-7007 被引量:32
标识
DOI:10.1007/s12274-022-4335-1
摘要

CO 2 electroreduction to formate is technically feasible and economically viable, but still suffers from low selectivity and high overpotential at industrial current densities. Here, lattice-distorted metallic nanosheets with disorder-engineered metal sites are designed for industrial-current-density CO 2 -to-formate conversion at low overpotentials. As a prototype, richly lattice-distorted bismuth nanosheets are first constructed, where abundant disorder-engineered Bi sites could be observed by high-angle annular dark-field scanning transmission electron microscopy image. In-situ Fourier-transform infrared spectra reveal the CO 2 •−* group is the key intermediate, while theoretical calculations suggest the electron-enriched Bi sites could effectively lower the CO 2 activation energy barrier by stabilizing the CO 2 •−* intermediate, further affirmed by the decreased formation energy from 0.49 to 0.39 eV. As a result, the richly lattice-distorted Bi nanosheets exhibit the ultrahigh current density of 800 mA·cm −2 with 91% Faradaic efficiencies for CO 2 -to-formate electroreduction, and the formate selectivity can reach nearly 100% at the current density of 200 mA·cm −2 with a very low overpotential of ca. 570 mV, outperforming most reported metal-based electrocatalysts.
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
zz完成签到,获得积分20
刚刚
慕青应助CQJ采纳,获得10
1秒前
affogato完成签到,获得积分10
2秒前
polite完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
祝风华完成签到,获得积分10
6秒前
guoduan完成签到,获得积分10
7秒前
lobster应助zzy采纳,获得30
7秒前
霸气若男发布了新的文献求助10
8秒前
Owen应助zz采纳,获得10
8秒前
10秒前
10秒前
10秒前
充电宝应助夏日的极光采纳,获得10
12秒前
13秒前
sharrowxu发布了新的文献求助10
13秒前
aura发布了新的文献求助10
13秒前
糊涂涂完成签到,获得积分10
16秒前
七七八八发布了新的文献求助10
17秒前
alexlpb发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
18秒前
852应助霸气若男采纳,获得10
19秒前
20秒前
21秒前
21秒前
23秒前
林子发布了新的文献求助10
23秒前
23秒前
有福姐发布了新的文献求助10
23秒前
张凡发布了新的文献求助10
24秒前
26秒前
26秒前
27秒前
RED发布了新的文献求助10
28秒前
28秒前
29秒前
积木123完成签到,获得积分10
29秒前
彩色忆雪发布了新的文献求助10
29秒前
Nole应助xxxpeacey采纳,获得10
30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
An Introduction to Foreign Language Learning and Teaching 750
China Pluperfect I: Epistemology of Past and Outside in Chinese Art 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 500
What is the Future of Psychotherapy in Digital Age? Technology, AI Bots, and Psychotherapy after Covid 444
煤炭地下气化渗流燃烧方法的研究 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 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 7631332
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9205711
关于积分的说明 19742798
捐赠科研通 7200696
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3274590
关于科研通互助平台的介绍 2436554
邀请新用户注册赠送积分活动 2271188