Dynamic Relocation of Copper Catalysts in Gas Diffusion Electrodes during CO2 Electroreduction

化学 重新安置 扩散 电极 催化作用 气体扩散 无机化学 物理化学 有机化学 热力学 计算机科学 物理 程序设计语言
作者
Daiko Takamatsu,N. Fukatani,Akio Yoneyama,Tatsumi Hirano,Kakuro Hirai,Shin Yabuuchi,Koichi Watanabe,Kazuhide Kamiya,Shuji Nakanishi
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/jacs.5c07944
摘要

Developing technologies that convert CO2 into valuable carbon products using renewable energy is of growing significance. Copper (Cu) is a unique electrocatalyst capable of reducing CO2 to value-added multicarbon (C2+) compounds. While recent in situ studies have elucidated the dynamic evolution of Cu catalysts during electrochemical CO2 reduction reactions (CO2RR), the relationship between catalyst behavior in gas diffusion electrodes (GDEs) and C2+ product selectivity at industrially relevant current densities remains insufficiently understood. In this study, we examined the correlation between the structure, chemical state, and C2+ selectivity of Cu catalysts in Cu-GDEs during CO2RR operation at current densities exceeding 200 mA/cm2. Ex situ and in situ scanning X-ray fluorescence microscopy revealed significant relocation of Cu within the GDE after CO2RR. In situ X-ray absorption spectroscopy identified the presence of Cu1+ species during operation, indicating that Cu relocation proceeds via a dissolution-redeposition. The dissolution-redeposition behavior was found to be pH-dependent and more pronounced at high pH. Online gas chromatography demonstrated that the decrease in C2+ selectivity over time was primarily due to flooding, overshadowing the impact of Cu relocation on C2+ selectivity. These findings provide important insights for designing stable and highly selective Cu-based GDEs for practical CO2 electrolyzers.
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
455发布了新的文献求助10
1秒前
小羊完成签到,获得积分10
1秒前
12完成签到 ,获得积分10
1秒前
戚薇发布了新的文献求助10
1秒前
3秒前
若兰发布了新的文献求助10
3秒前
顾矜应助可乐水采纳,获得10
3秒前
可可应助咿咿呀呀采纳,获得10
3秒前
拾一完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
zjrh发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
小桑桑完成签到 ,获得积分10
6秒前
充电宝应助Lucifer采纳,获得10
6秒前
桐桐应助戚薇采纳,获得10
6秒前
6秒前
小付发布了新的文献求助10
7秒前
Daidai完成签到,获得积分20
7秒前
Coarrb完成签到,获得积分10
7秒前
英俊的铭应助阿苏采纳,获得30
7秒前
honey完成签到,获得积分10
8秒前
可爱的函函应助455采纳,获得10
8秒前
dy完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
8秒前
9秒前
波比冰苏打完成签到,获得积分10
9秒前
bensenback发布了新的文献求助50
9秒前
打打应助兴奋的小虾米采纳,获得10
10秒前
speedness完成签到,获得积分10
11秒前
椰椰完成签到 ,获得积分10
11秒前
高强完成签到,获得积分10
11秒前
卧镁铀钳发布了新的文献求助10
11秒前
keyan123发布了新的文献求助10
12秒前
Rdeohio完成签到,获得积分10
12秒前
CAOHOU应助yi0采纳,获得10
12秒前
rFsu66Aiir应助zjrh采纳,获得10
13秒前
13秒前
jfz完成签到,获得积分10
13秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
徐淮辽南地区新元古代叠层石及生物地层 500
Coking simulation aids on-stream time 450
康复物理因子治疗 400
北师大毕业论文 基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 390
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
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 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4016449
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3556606
关于积分的说明 11321734
捐赠科研通 3289320
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1812434
邀请新用户注册赠送积分活动 887994
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 812060