Nitrogen cold plasma treatment stabilizes Cu0/Cu+ electrocatalysts to enhance CO2 to C2 conversion

电催化剂 催化作用 法拉第效率 氧化还原 可逆氢电极 密度泛函理论 化学 氮气 电化学 化学工程 吸收(声学) 无机化学 电极 材料科学 物理化学 计算化学 有机化学 工作电极 工程类 复合材料
作者
Qiang Zhang,Jianlin Wang,Fang Guo,Ge He,Xiaohui Yang,Wei Li,Junqiang Xu,Zongyou Yin
出处
期刊:Journal of Energy Chemistry [Elsevier BV]
卷期号:84: 321-328 被引量:51
标识
DOI:10.1016/j.jechem.2023.05.008
摘要

Cu-based materials are ideal catalysts for CO2 electrocatalytic reduction reaction (CO2RR) into multi-carbon products. However, such reactions require stringent conditions on local environments of catalyst surfaces, which currently are the global pressing challenges. Here, a stabilized activation of Cu0/Cu+-on-Ag interface by N2 cold plasma treatment was developed for improving Faradaic efficiency (FE) of CO2RR into C2 products. The resultant Ag@Cu-CuNx exhibits a C2 FE of 72% with a partial current density of −14.9 mA cm−2 at −1.0 V vs. RHE (reversible hydrogen electrode). Combining density functional theory (DFT) and experimental investigations, we unveiled that Cu0/Cu+ species can be controllably tuned by the incorporation of nitrogen to form CuNx on Ag surface, i.e., Ag@Cu-CuNx. This strategy enhances *CO intermediates generation and accelerates C–C coupling both thermodynamically and kinetically. The intermediates O*C*CO, *COOH, and *CO were detected by in-situ attenuated total internal reflection surface enhanced infrared absorption spectroscopy (ATR-SEIRAS). The uncovered CO2RR-into-C2 products were carried out along CO2→ *COOH → *CO → O*C*CO → *C2H3O → *C2H4O → C2H5OH (or *C2H3O → *O + C2H4) paths over Ag@Cu-CuNx electrocatalyst. This work provides a new approach to design Cu-based electrocatalysts with high-efficiency, mild condition, and stable CO2RR to C2 products.
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
上官若男应助yi采纳,获得10
刚刚
雪白的依玉完成签到 ,获得积分10
刚刚
IPPlayer关注了科研通微信公众号
1秒前
1秒前
1秒前
1秒前
2秒前
斯文败类应助huqing采纳,获得10
3秒前
3秒前
3秒前
4秒前
4秒前
4秒前
圆圆完成签到,获得积分10
5秒前
xwydx发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
5秒前
6秒前
我是老大应助cc采纳,获得10
6秒前
上上签发布了新的文献求助10
7秒前
orange9发布了新的文献求助10
7秒前
Georgechan发布了新的文献求助10
8秒前
Amry完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
归于水云身完成签到,获得积分10
8秒前
充电宝应助时尚的涵雁采纳,获得10
8秒前
9秒前
pdf发布了新的文献求助10
9秒前
白云完成签到 ,获得积分10
9秒前
zhang完成签到 ,获得积分10
9秒前
田様应助syh采纳,获得10
10秒前
正月初九发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
arniu2008应助yuuuu采纳,获得20
11秒前
yhr完成签到,获得积分20
12秒前
思源应助上上签采纳,获得10
12秒前
575757发布了新的文献求助10
12秒前
雪宝完成签到,获得积分10
12秒前
春生发布了新的文献求助10
13秒前
Amry发布了新的文献求助30
13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
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
2016 Venous Blood Study (VBS) (Final V3.0) 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
The Effective Clinical Neurologist 3ed 500
The Great Hymn to Šamaš 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 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 7699525
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9258946
关于积分的说明 20017069
捐赠科研通 7274760
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3293549
关于科研通互助平台的介绍 2448966
邀请新用户注册赠送积分活动 2299905