Hierarchical design enables sufficient activated CO2 for efficient electrolysis of bicarbonate to CO

碳酸氢盐 电解 环境科学 化学 废物管理 工艺工程 化学工程 工程类 有机化学 电极 物理化学 电解质
作者
Mengxin Shen,Liyao Ji,Dongfang Cheng,Ziwei Wang,Qinwen Xue,Shijia Feng,Yao Luo,Shuying Chen,Jiahao Wang,Hongzhi Zheng,Xiaojun Wang,Philippe Sautet,Jia Zhu
出处
期刊:Joule [Elsevier BV]
卷期号:8 (7): 1999-2015 被引量:54
标识
DOI:10.1016/j.joule.2024.04.006
摘要

Bicarbonate electrolyzers (BCEs) offer a promising approach to reducing the energy cost of CO2 reduction by integrating upstream carbon capture and downstream electrochemical utilization. However, the faradaic efficiency of CO2 electrolysis in BCEs has been limited by insufficient activated CO2 on the catalyst surface. We report a hierarchical design strategy combining molecular and system-level innovations to ensure that there is sufficient activated CO2 on the catalyst in BCEs. At the molecular scale, we introduce a single-atom catalyst CoPc@CNT with strong CO2 adsorption to prevent CO2 desorption from the catalyst surface. Systemically, a cathodic electrolyte cross-flow strategy further enhances CO2 mass transfer. This approach achieves a faradaic efficiency exceeding 96.2% for CO at 50–300 mA cm−2, with a 36.0% and 35.3% reduction in overall energy cost compared with conventional BCEs and CO2 gas-fed electrolyzers, respectively. This innovative strategy represents a significant advancement in low-energy-consumption exhaust conversion technologies for carbon neutrality.
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
mmd完成签到 ,获得积分10
1秒前
兔大夫完成签到 ,获得积分10
10秒前
安详凡完成签到 ,获得积分10
13秒前
崩溃完成签到,获得积分10
16秒前
长情的寇完成签到 ,获得积分10
17秒前
18秒前
arniu2008发布了新的文献求助10
20秒前
朴素凡阳完成签到,获得积分10
25秒前
TiAmo完成签到 ,获得积分10
25秒前
yinuo发布了新的文献求助10
25秒前
lichunrong完成签到,获得积分10
27秒前
cocolinfly完成签到 ,获得积分10
31秒前
耍酷寻双完成签到 ,获得积分0
32秒前
35秒前
淡淡的白羊完成签到 ,获得积分10
35秒前
zy完成签到,获得积分10
36秒前
arniu2008发布了新的文献求助10
39秒前
糟糕的翅膀完成签到,获得积分10
39秒前
假真真完成签到 ,获得积分10
41秒前
43秒前
三杠完成签到 ,获得积分10
46秒前
yinuo完成签到 ,获得积分10
48秒前
小补丁完成签到 ,获得积分10
48秒前
52秒前
shuan完成签到,获得积分10
55秒前
李佰科完成签到,获得积分10
56秒前
樂楽完成签到,获得积分10
58秒前
行云流水完成签到,获得积分10
1分钟前
薛小白完成签到 ,获得积分10
1分钟前
烂漫靖柏完成签到 ,获得积分10
1分钟前
无花果应助合适孤兰采纳,获得10
1分钟前
zgaolei完成签到,获得积分10
1分钟前
忧心的藏鸟完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
无奈谷芹完成签到 ,获得积分10
1分钟前
无限的寄真完成签到 ,获得积分10
1分钟前
合适孤兰发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
ww完成签到 ,获得积分10
1分钟前
晨晨完成签到 ,获得积分10
1分钟前
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
Introduction to Helicopter and Tiltrotor Flight Simulation, Second Edition 2500
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Malcolm Fraser : a biography 700
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 6508364
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8301361
关于积分的说明 17721659
捐赠科研通 5609071
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2921746
邀请新用户注册赠送积分活动 1898951
关于科研通互助平台的介绍 1761559