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Sustainedly High‐Rate Electroreduction of CO2 to Multi‐Carbon Products on Nickel Oxygenate/Copper Interfacial Catalysts

氧合物 材料科学 催化作用 碳纤维 法拉第效率 无机化学 化学工程 电催化剂 冶金 电化学 电极 有机化学 物理化学 复合材料 化学 工程类 复合数
作者
Xuejiao Mao,Chun‐Wai Chang,Zhiguo Li,Zishan Han,Jiachen Gao,Mason Lyons,George E. Sterbinsky,Yong Guo,Bo Zhang,Yaogang Wang,Xinyu Wang,Daliang Han,Quan‐Hong Yang,Zhenxing Feng,Zhe Weng
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:14 (25) 被引量:10
标识
DOI:10.1002/aenm.202400827
摘要

Abstract Copper (Cu) is the most attractive electrocatalyst for CO 2 reduction to multi‐carbon (C 2+ ) products with high economic value in considerable amounts. However, the rational design of a structurally stable Cu‐based catalyst that can achieve high activity and stability towards C 2+ products remain a grand challenge. Here, a highly stable nickel oxygenate/Cu electrocatalyst is developed with abundant NiOOH/Cu interfaces by in situ electrochemical reconstruction. The nickel oxygenate/Cu electrocatalyst achieves a superior Faradaic efficiency of 86.3 ± 3.0% and a record partial current density of 2085 A g −1 for C 2+ products with long‐term stability. In situ experimental and theoretical studies demonstrates that the exceptional performance in generating C 2+ products is attributed to the presence of the NiOOH/Cu interfaces which increase *CO coverage, lower energy barrier for *CO coupling and stabilize *OCCO simultaneously. This work provides new insights into the rational design of electrocatalysts to achieve stable and efficient electrocatalytic CO 2 reduction capabilities.
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