Exploration of the bio-analogous asymmetric C–C coupling mechanism in tandem CO2 electroreduction

氧合物 串联 化学 同位素标记 联轴节(管道) 固碳 光化学 催化作用 有机化学 二氧化碳 材料科学 复合材料 冶金
作者
Chubai Chen,Sunmoon Yu,Yao Yang,Sheena Louisia,Inwhan Roh,Jianbo Jin,Shouping Chen,Pengcheng Chen,Yu Shan,Peidong Yang
出处
期刊:Nature Catalysis [Nature Portfolio]
卷期号:5 (10): 878-887 被引量:104
标识
DOI:10.1038/s41929-022-00844-w
摘要

C–C coupling is a critical step of CO2 fixation in constructing the carbon skeleton of value-added multicarbon products. The Wood–Ljungdahl pathway is an efficient natural process through which microbes transform CO2 into methyl and carbonyl groups and subsequently couple them together. This asymmetric coupling mechanism remains largely unexplored in inorganic CO2 electroreduction. Here we experimentally validate the asymmetric coupling pathway through isotope-labelled co-reduction experiments on a Cu surface where 13CH3I and 12CO are co-fed externally as the methyl and the carbonyl source, respectively. Isotope-labelled multicarbon oxygenates were detected, which confirms an electrocatalytic asymmetric coupling on the Cu surface. We further employed tandem Cu–Ag nanoparticle systems in which *CHx and *CO intermediates can be generated to achieve asymmetric C–C coupling for a practical CO2 electroreduction. We found that the production of multicarbon oxygenates is correlated with the generation rate of two intermediate indicators, CH4 and CO. By aligning their rates, the oxygenates generation rate can be maximized. An asymmetric C–C coupling (Wood–Ljungdahl) pathway has long been known in biological carbon fixation, whereas its occurrence in inorganic systems has remained unclear. In this study, the coupling of *CO and *CHx intermediates to form multicarbon oxygenates has been experimentally observed on Cu electrodes.
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
是永是之完成签到,获得积分20
刚刚
刚刚
1秒前
Shaka完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
大树完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
西贝子子发布了新的文献求助10
2秒前
Ava应助喜东东采纳,获得10
2秒前
2秒前
腼腆的沛蓝完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
3秒前
3秒前
3秒前
夏浅发布了新的文献求助10
4秒前
烟花应助elysia采纳,获得10
4秒前
jizy完成签到,获得积分10
4秒前
大个应助曼曼来采纳,获得10
4秒前
aaa完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
薛定饿死了完成签到,获得积分10
5秒前
自觉的时光完成签到,获得积分10
5秒前
寒冷凡松完成签到,获得积分20
5秒前
白凌风完成签到 ,获得积分10
5秒前
黑白大彩电应助北纣王采纳,获得10
6秒前
6秒前
pipiap发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
liquor发布了新的文献求助10
7秒前
physic发布了新的文献求助10
7秒前
小苹果汤完成签到,获得积分10
7秒前
wsz发布了新的文献求助10
8秒前
张栋发布了新的文献求助10
8秒前
欢呼的冰兰完成签到,获得积分10
8秒前
斯文败类应助无限白羊采纳,获得10
8秒前
9秒前
老六完成签到,获得积分10
9秒前
yangyang11发布了新的文献求助10
9秒前
糖冻发布了新的文献求助10
9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
The Cambridge History of China: Volume 4, Sui and T'ang China, 589–906 AD, Part Two 1500
Cowries - A Guide to the Gastropod Family Cypraeidae 1200
Quality by Design - An Indispensable Approach to Accelerate Biopharmaceutical Product Development 800
Pulse width control of a 3-phase inverter with non sinusoidal phase voltages 777
The Cambridge Handbook of Second Language Acquisition (2nd)[第二版] 666
Signals, Systems, and Signal Processing 610
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 6401486
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8219041
关于积分的说明 17418120
捐赠科研通 5454402
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2882551
邀请新用户注册赠送积分活动 1859052
关于科研通互助平台的介绍 1700783