Improving CO2-to-C2+ Product Electroreduction Efficiency via Atomic Lanthanide Dopant-Induced Tensile-Strained CuOx Catalysts

化学 催化作用 掺杂剂 镧系元素 电催化剂 氧化还原 无机化学 兴奋剂 物理化学 电化学 电极 离子 材料科学 有机化学 生物化学 光电子学
作者
Jiaqi Feng,Limin Wu,Shoujie Liu,Liang Xu,Xinning Song,Li‐Bing Zhang,Qinggong Zhu,Xinchen Kang,Xiaofu Sun,Buxing Han
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:145 (17): 9857-9866 被引量:386
标识
DOI:10.1021/jacs.3c02428
摘要

Cu is a promising electrocatalyst in CO2 reduction reaction (CO2RR) to high-value C2+ products. However, as important C–C coupling active sites, the Cu+ species is usually unstable under reduction conditions. How atomic dopants affect the performance of Cu-based catalysts is interesting to be studied. Herein, we first calculated the difference between the thermodynamic limiting potentials of CO2RR and the hydrogen evolution reaction, as well as the *CO binding energy over Cu2O doped with different metals, and the results indicated that doping atomic Gd into Cu2O could improve the performance of the catalyst effectively. On the basis of the theoretical study, we designed Gd1/CuOx catalysts. The distinctive electronic structure and large ion radii of Gd not only keep the Cu+ species stable during the reaction but also induce tensile strain in Gd1/CuOx, resulting in excellent performance of the catalysts for electroreduction of CO2 to C2+ products. The Faradic efficiency of C2+ products could reach 81.4% with a C2+ product partial current density of 444.3 mA cm–2 at −0.8 V vs a reversible hydrogen electrode. Detailed experimental and theoretical studies revealed that Gd doping enhanced CO2 activation on the catalyst, stabilized the key intermediate O*CCO, and reduced the energy barrier of the C–C coupling reaction.
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
2秒前
左丘孤容发布了新的文献求助10
6秒前
秀丽的莹完成签到 ,获得积分10
8秒前
10秒前
柏柏应助科研通管家采纳,获得20
18秒前
柏柏应助科研通管家采纳,获得20
18秒前
柏柏应助科研通管家采纳,获得20
19秒前
BettyNie完成签到 ,获得积分10
19秒前
Copyright应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
allen1994完成签到,获得积分10
19秒前
TENG完成签到,获得积分10
21秒前
juanlin2011完成签到,获得积分10
26秒前
29秒前
泥蝶完成签到 ,获得积分10
32秒前
Suraim完成签到,获得积分10
36秒前
阳光丸子完成签到 ,获得积分10
36秒前
112完成签到,获得积分10
38秒前
12305014077完成签到 ,获得积分10
42秒前
chen完成签到,获得积分10
42秒前
shann完成签到,获得积分10
44秒前
清淮完成签到 ,获得积分10
47秒前
左丘孤容完成签到,获得积分10
47秒前
感性的道之完成签到,获得积分10
53秒前
Xzx1995完成签到 ,获得积分10
57秒前
又又完成签到,获得积分0
1分钟前
1900完成签到 ,获得积分10
1分钟前
笨笨忘幽完成签到,获得积分0
1分钟前
1分钟前
忘忧Aquarius完成签到,获得积分0
1分钟前
潇洒的惋清应助Jerry采纳,获得10
1分钟前
CLTTT完成签到,获得积分0
1分钟前
咕噜噜完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Lei完成签到,获得积分10
1分钟前
辣椒小皇纸完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
hgeng发布了新的文献求助10
1分钟前
Jerry完成签到,获得积分10
1分钟前
甜蜜的振家完成签到,获得积分10
1分钟前
风想随心完成签到,获得积分10
1分钟前
spring完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Development of a Bridge Weigh-In-Motion System: A technology to convert the bridge response to the passage of traffic into data on vehicle configurations, speeds, times of travel and weights 1000
Molecular Mechanisms of Photosynthesis, 4th Edition 1000
Organic Reactions, Volume 116 1000
Current concepts in cutaneous toxicity : proceedings of the Fourth Conference on Cutaneous Toxicity, Washington, D.C., May 9-11, 1979 1000
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 7264265
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8885220
关于积分的说明 18777462
捐赠科研通 6942255
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3202657
关于科研通互助平台的介绍 2375807
邀请新用户注册赠送积分活动 2178539