Liquid-phase exfoliated ultrathin Bi nanosheets: Uncovering the origins of enhanced electrocatalytic CO2 reduction on two-dimensional metal nanostructure

材料科学 法拉第效率 剥脱关节 化学工程 格式化 催化作用 电化学 密度泛函理论 电导率 电催化剂 纳米技术 石墨烯 电极 物理化学 冶金 计算化学 有机化学 化学 工程类
作者
Wenjun Zhang,Yi Hu,Lianbo Ma,Guoyin Zhu,Peiyang Zhao,Xiaolan Xue,Renpeng Chen,Songyuan Yang,Jing Ma,Jie Liu,Zhong Jin
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier]
卷期号:53: 808-816 被引量:299
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2018.09.053
摘要

Electrochemical CO2 reduction has been considered as a promising route for renewable energy storage and carbon-neutral energy cycle. However, the selectivity and stability of electrocatalysts for CO2 reduction need to be improved. Two-dimensional (2D) layered electrocatalysts with high conductivity and abundant active sites have been considered as good candidates for CO2 reduction. Herein, we propose a liquid-exfoliation strategy to prepare ultrathin 2D bismuth (Bi) nanosheets towards efficient electrocatalytic CO2 conversion. Compared with bulk Bi, the increased edge sites on ultrathin Bi nanosheets played a vital role in CO2 adsorption and reaction kinetics, significantly facilitating CO2-to-formate (HCOOH/HCOO-) conversion. Through density functional theory (DFT) calculation, we found that the *OCOH formation step tended to occur on edge sites rather than on facet sites, as confirmed by the lower Gibbs free energies. Benefited from the high conductivity and rich edge sites, Bi nanosheets exhibited a Faradaic efficiency of 86.0% for formate production and a high current density of 16.5 mA cm−2 at − 1.1 V (vs. RHE), much superior to bulk Bi. Moreover, the Bi nanosheets could maintain well-preserved catalytic activity after long-term testing for over consecutive 10 h. We hope this study may provide new insights for the fabrication of novel 2D nanostructured metals for highly-efficient and long-life electrocatalytic CO2 conversion.
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
qq发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
分析法FXF应助lonf采纳,获得10
2秒前
2秒前
自己完成签到,获得积分20
2秒前
2秒前
茹茹完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
马dong完成签到,获得积分20
5秒前
孟子完成签到 ,获得积分10
5秒前
彭新铭完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
打打应助寒冷的盼芙采纳,获得10
6秒前
123mmmm完成签到,获得积分20
7秒前
wanci应助yuyijk采纳,获得10
8秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
8秒前
10秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
12秒前
大模型应助rui采纳,获得10
12秒前
儒雅的雁山完成签到 ,获得积分10
14秒前
小高哇咔咔咔完成签到,获得积分10
16秒前
billevans发布了新的文献求助30
16秒前
左鸣发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
大个应助Le-yu Wang采纳,获得10
17秒前
Lucas应助晓晓采纳,获得10
17秒前
17秒前
17秒前
Queen88完成签到,获得积分10
19秒前
祖之微笑发布了新的文献求助30
19秒前
20秒前
21秒前
fan完成签到,获得积分20
21秒前
21秒前
22秒前
Polar_bear发布了新的文献求助10
22秒前
坚定服饰完成签到 ,获得积分10
23秒前
24秒前
认真的雪完成签到,获得积分10
25秒前
CY发布了新的文献求助10
26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
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
The Cambridge History of China: Volume 4, Sui and T'ang China, 589–906 AD, Part Two 1000
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 1000
Russian Foreign Policy: Change and Continuity 800
Real World Research, 5th Edition 800
Qualitative Data Analysis with NVivo By Jenine Beekhuyzen, Pat Bazeley · 2024 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5717887
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5248869
关于积分的说明 15283627
捐赠科研通 4867961
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2613978
邀请新用户注册赠送积分活动 1563880
关于科研通互助平台的介绍 1521369