Manipulating Cu Nanoparticle Surface Oxidation States Tunes Catalytic Selectivity toward CH4 or C2+ Products in CO2 Electroreduction

材料科学 催化作用 纳米颗粒 价(化学) 氢氧化物 氧化物 法拉第效率 电流密度 选择性 化学工程 纳米技术 无机化学 电化学 物理化学 电极 化学 有机化学 冶金 工程类 物理 量子力学
作者
Qikui Fan,Xue Zhang,Xiaohu Ge,Licheng Bai,Dongsheng He,Yunteng Qu,Chuncai Kong,Jinglei Bi,Dawei Ding,Yueqiang Cao,Xuezhi Duan,Jin Wang,Jian Yang,Yuen Wu
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:11 (36) 被引量:117
标识
DOI:10.1002/aenm.202101424
摘要

Abstract Herein, a facile seed‐assisted strategy for preparing Cu nanoparticles (NPs) with polyvinyl pyrrolidone (PVP) capping is presented. Compared to the Cu NPs with deficient PVP protection, the Cu NPs capped with a sufficient amount of PVP remain almost completely as Cu 0 species. In contrast, the Cu NPs that are considered PVP deficient form an oxide structure in which the inner layer is face‐centered cubic Cu and the outer layer is, at least in part, made up of Cu 2 O species. Furthermore, to eliminate CO 2 molecule diffusion and simultaneously obtain significant current density (200 mA cm −2 ) for industrial applications, a flow cell configuration is used for carbon dioxide electro reduction reaction (CO 2 RR) testing in 0.5 m potassium hydroxide solution. The Cu NPs with zero valence deliver Faradaic efficiencies (FEs) for the CO 2 reduction to CH 4 of over 70%, with a current density exceeding 200 mA cm −2 , outstripping the performances of the majority of the reported CO 2 electrocatalysts. Interestingly, the distribution of products catalyzed by the Cu NPs with + 1 valence includes multicarbon products (C 2+ ) such as C 2 H 4 , C 2 H 5 OH, CH 3 COOH, and C 3 H 7 OH with combined FEs of > 80%, with current densities of up to 300 mA cm −2 . The above results unambiguously establish that surface oxidation of Cu species plays a crucial role in the CO 2 RR.
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
zhenghua完成签到,获得积分10
1秒前
陈某发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
安详向薇完成签到,获得积分10
1秒前
NexusExplorer应助青青采纳,获得10
1秒前
小蘑菇应助zzzzhb采纳,获得10
4秒前
阿斯台德发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
傲娇老四发布了新的文献求助10
5秒前
瘦瘦毛豆发布了新的文献求助10
6秒前
李健应助搞怪的牛爷爷采纳,获得10
6秒前
幸福的背包完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
爆米花应助风_feng采纳,获得10
8秒前
chunyan_li完成签到,获得积分10
8秒前
大个应助doctorc采纳,获得10
8秒前
Hello应助牛帮帮采纳,获得10
9秒前
9秒前
10秒前
10秒前
烟花应助不倦采纳,获得10
10秒前
xiongqi发布了新的文献求助30
12秒前
13秒前
13秒前
着急毕业的干饭人完成签到,获得积分10
13秒前
谢慧蕴完成签到,获得积分10
14秒前
李健应助DFS采纳,获得10
14秒前
跳跃的曼寒完成签到,获得积分10
15秒前
xiaoxiao发布了新的文献求助20
15秒前
伊绵好完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
16秒前
etuuuuuu发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
科研通AI6.4应助悦耳人生采纳,获得10
18秒前
牛帮帮完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
19秒前
Awenst12完成签到,获得积分10
19秒前
xiongqi完成签到,获得积分10
19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
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 1500
Picture this! Including first nations fiction picture books in school library collections 1500
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Unlocking Chemical Thinking: Reimagining Chemistry Teaching and Learning 555
Scientific Writing and Communication: Papers, Proposals, and Presentations 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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6370995
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8184777
关于积分的说明 17268978
捐赠科研通 5425494
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2870274
邀请新用户注册赠送积分活动 1847336
关于科研通互助平台的介绍 1694018