Cu supraparticles with enhanced mass transfer and abundant C-C coupling sites achieving ampere-level CO2-to-C2+ electrosynthesis

电合成 联轴节(管道) 传质 纳米技术 材料科学 电化学 化学 电极 物理化学 冶金 色谱法
作者
Lushan Ma,Hong Liu,Bingbao Mei,Jing Chen,Qingqing Cheng,Jingyuan Ma,Bo Yang,Qiang Li,Hui Yang
出处
期刊:Nature Communications [Springer Nature]
卷期号:16 (1): 3421-3421 被引量:15
标识
DOI:10.1038/s41467-025-58755-w
摘要

The efficient electrochemical CO2 reduction to C2+ products at high current densities remains a significant challenge. Here we show inherently hydrophobic and hierarchically porous Cu supraparticles comprising sub-10 nm Cu constituent particles for ampere-level CO2-to-C2+ electrosynthesis. These supraparticles feature abundant grain boundaries for high C2+ selectivity, coupled with interconnected mesopores and interparticle macropore cavities to enhance the accessibility of the active sites and mass transfer, breaking the trade-off between activity and mass transfer in Cu-based catalysts. Moreover, the intrinsic hydrophobicity of the supraparticles mitigates the water-flooding issue of catalytic layer in flow cells, improving the stability at high current densities. Consequently, the Cu supraparticles achieve ampere-level CO2 electrolysis up to 3.2 A cm-2 with a C2+ Faradaic efficiency of 74.9% (compared to 1.21 A cm-2 and 55.4% for Cu nanoparticles) and maintain stability at 1 A cm-2 for over 100 h. This work provides profound insights into the effect of the coupling of mass transfer and catalytic reaction under a high current and presents a corresponding solution by superstructure design.
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
刚刚
在水一方应助Jiayou Zhang采纳,获得10
刚刚
maomao发布了新的文献求助10
刚刚
康世东完成签到,获得积分10
1秒前
Frank应助冷静夜蕾采纳,获得10
1秒前
1秒前
YANGSZ发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
wy发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
Linly完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
weilian完成签到,获得积分10
5秒前
芒果发布了新的文献求助10
5秒前
桐桐应助lalalaaaa采纳,获得10
7秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
7秒前
7秒前
烟花应助程泓瑜采纳,获得30
8秒前
远道发布了新的文献求助10
8秒前
JamesPei应助屿与采纳,获得10
8秒前
八山完成签到,获得积分10
9秒前
CipherSage应助小章同学采纳,获得10
9秒前
金元宝完成签到,获得积分10
10秒前
研友_VZG7GZ应助张i鹅采纳,获得10
10秒前
左一发布了新的文献求助10
11秒前
FashionBoy应助xin采纳,获得10
12秒前
bian发布了新的文献求助10
13秒前
Eclipse12138完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
15秒前
Mansis发布了新的文献求助10
15秒前
HeAuBook举报等候求助涉嫌违规
15秒前
15秒前
wj666完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
16秒前
l_sm完成签到,获得积分10
16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
扫描探针电化学 1000
Teaching Language in Context (Third Edition) 1000
Identifying dimensions of interest to support learning in disengaged students: the MINE project 1000
Introduction to Early Childhood Education 1000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 921
Aerospace Standards Index - 2025 800
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 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5436885
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4548752
关于积分的说明 14216335
捐赠科研通 4469149
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2449356
邀请新用户注册赠送积分活动 1440294
关于科研通互助平台的介绍 1416755