Dual‐Scale Integration Design of Sn–ZnO Catalyst toward Efficient and Stable CO2 Electroreduction

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作者
Bohua Ren,Zhen Zhang,Guobin Wen,Xiaowen Zhang,Mi Xu,Yueying Weng,Yihang Nie,Haozhen Dou,Yi Jiang,Ya‐Ping Deng,Guiru Sun,Dan Luo,Lingling Shui,Xin Wang,Ming Feng,Aiping Yu,Zhongwei Chen
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:34 (38): e2204637-e2204637 被引量:65
标识
DOI:10.1002/adma.202204637
摘要

Electrochemical CO2 reduction to CO is a potential sustainable strategy for alleviating CO2 emission and producing valuable fuels. In the quest to resolve its current problems of low-energy efficiency and insufficient durability, a dual-scale design strategy is proposed by implanting a non-noble active Sn-ZnO heterointerface inside the nanopores of high-surface-area carbon nanospheres (Sn-ZnO@HC). The metal d-bandwidth tuning of Sn and ZnO alters the extent of substrate-molecule orbital mixing, facilitating the breaking of the *COOH intermediate and the yield of CO. Furthermore, the confinement effect of tailored nanopores results in a beneficial pH distribution in the local environment around the Sn-ZnO nanoparticles and protects them against leaching and aggregating. Through integrating electronic and nanopore-scale control, Sn-ZnO@HC achieves a quite low potential of -0.53 V vs reversible hydrogen electrode (RHE) with 91% Faradaic efficiency for CO and an ultralong stability of 240 h. This work provides proof of concept for the multiscale design of electrocatalysts.
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