Coupling electron donors with proton repulsion via Pt-N3-S sites to boost CO2 reduction in CO2/H2 fuel cell

纳米团簇 质子化 催化作用 材料科学 化学物理 光化学 反键分子轨道 质子耦合电子转移 质子交换膜燃料电池 质子 纳米技术 电子转移 原子轨道 化学 电子 有机化学 物理 离子 量子力学
作者
Yan Liu,Chao Deng,Fuzhu Liu,Xin Dai,Xiubo Yang,Yuanzhen Chen,Zhen Wu,Shengwu Guo,Tewodros Asefa,Yongning Liu
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier BV]
卷期号:126: 109667-109667 被引量:3
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2024.109667
摘要

A fuel cell involving CO2/H2 is an appealing energy system to convert CO2 into value-added fuels as well as to generate electricity using only waste heat. However, overcoming the inherent activation barrier of CO2 to improve the CO2 conversion rate in CO2/H2 fuel cell is still challenging. Herein, we report a synergistic electron-donor and proton-repulsion group composed of Pt-N3-S-C sites to simultaneously modulate the electronic structure and CO2-protonation ability of Ru nanoclusters (RuNC) in RuNC/Pt-N3-S-C catalyst. Experiments combined with theoretical calculations indicate that Pt-N3-S sites not only function as electron donors to Ru nanoclusters to cooperatively induce the orbital hybridization of Ru 3d and the antibonding orbitals of CO2, affording the dissociation of C=O bonds in CO2, but also as electronic structure "modulator" to create new active sites on the surface of RuNC to effectively active CO2 molecular. More importantly, an internal polarization field between Pt-N3-S-C and RuNC additionally makes single Pt sites repel proton while Ru atoms serve as proton capturers via hydrogen spillover effect, resulting in accelerated protonation of CO2. Consequently, the catalyst exhibits highly improved catalytic activities for the CO2 conversion with a conversion rate of 559.1 μmol gcat-1 h-1. This approach helps with fine tuning the electronic structures and catalytic CO2 protonation ability of catalysts for thermal-coupled electrocatalysis.
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
dpp完成签到,获得积分20
4秒前
贝儿发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
8秒前
量子星尘发布了新的文献求助30
13秒前
英姑应助悄悄采纳,获得10
14秒前
15秒前
庭中踏雪来完成签到 ,获得积分10
17秒前
TZ发布了新的文献求助10
18秒前
22秒前
活泼烤鸡完成签到,获得积分10
23秒前
24秒前
25秒前
28秒前
mdmdd完成签到,获得积分10
29秒前
熊蕾发布了新的文献求助10
29秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
31秒前
哭泣的惜珊关注了科研通微信公众号
32秒前
研友_VZG7GZ应助贝儿采纳,获得10
34秒前
无一完成签到,获得积分10
35秒前
35秒前
CipherSage应助车骋昊采纳,获得10
36秒前
烟花应助顺心的问安采纳,获得10
37秒前
39秒前
漂亮傥发布了新的文献求助10
41秒前
霞霞完成签到,获得积分10
46秒前
CodeCraft应助熊蕾采纳,获得10
46秒前
宇少爱学习哟关注了科研通微信公众号
47秒前
48秒前
啊啊啊啊发布了新的文献求助10
48秒前
48秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
50秒前
优雅的母鸡完成签到,获得积分10
50秒前
52秒前
哩蒜呐发布了新的文献求助10
52秒前
bug完成签到 ,获得积分10
52秒前
53秒前
54秒前
扶溪筠完成签到,获得积分10
55秒前
高分求助中
Africanfuturism: African Imaginings of Other Times, Spaces, and Worlds 3000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 2000
The Oxford Encyclopedia of the History of Modern Psychology 2000
Electron microscopy study of magnesium hydride (MgH2) for Hydrogen Storage 1000
Applied Survey Data Analysis (第三版, 2025) 850
Mineral Deposits of Africa (1907-2023): Foundation for Future Exploration 800
Structural Equation Modeling of Multiple Rater Data 700
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 3885105
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3427175
关于积分的说明 10753739
捐赠科研通 3152081
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1740158
邀请新用户注册赠送积分活动 839982
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 785100