Overcoming energy mismatch of metal oxide semiconductor catalysts for CO2 reduction with triboelectric plasma

催化作用 化学 摩擦电效应 半导体 离解(化学) 惰性 氧化物 带隙 能量转换 化学工程 纳米技术 材料科学 光电子学 有机化学 物理化学 工程类 物理 热力学
作者
Bao Zhang,Qinglong Ru,Liangliang Liu,Jiao Wang,Youning Zhang,Ke Zhao,Guangqin Gu,Xiaochen Xiang,Sumin Li,Yifei Zhu,Yu Jia,Gang Cheng,Zuliang Du
出处
期刊:Journal of Catalysis [Elsevier]
卷期号:419: 1-8 被引量:8
标识
DOI:10.1016/j.jcat.2023.01.031
摘要

The activities of semiconductor-based catalytic reactions are limited by mismatch between energy bandgaps of semiconductors and redox potentials of inert small molecules, especially for stable molecules, such as CO2. Herein, a triboelectric plasma catalytic system using metal oxide catalysts has been developed, which reduces CO2 to CO at room temperature and atmospheric pressure. Among the various metal oxide semiconductors, TiO2 catalyst exhibited the best activity, reaching a production rate of 0.14mmol·gcat−1·h−1, and an energy efficiency of 5.3 % for the conversion of electrical to chemical energy. In triboelectric plasma, CO2 molecules were pre-activated to form the transient CO2− anions, and the limiting step of electron transfer between TiO2 and CO2 was avoided, overcoming the energy mismatch between catalyst and CO2. The energy barrier of CO2 dissociation was markedly reduced to 0.18 eV. This work provides an effective strategy to overcome the energy bandgap restriction inherent in semiconductor-based catalytic reactions.

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
SciGPT应助健忘的醉蝶采纳,获得10
刚刚
刚刚
Oil发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
爆米花应助苏silence采纳,获得10
1秒前
温馨完成签到 ,获得积分0
1秒前
小小K发布了新的文献求助10
1秒前
123456678发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
li发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
破伤疯发布了新的文献求助10
3秒前
M鹿M完成签到 ,获得积分10
4秒前
Lihuining完成签到,获得积分10
5秒前
孙成发布了新的文献求助20
5秒前
5秒前
冰冰双双完成签到,获得积分10
5秒前
丘比特应助天涯采纳,获得10
5秒前
5秒前
晨曦完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
6秒前
犹豫的盼兰关注了科研通微信公众号
6秒前
无极微光应助lc采纳,获得20
6秒前
Betsy完成签到 ,获得积分10
6秒前
7秒前
辛儿的毅完成签到,获得积分20
7秒前
活泼山雁发布了新的文献求助10
7秒前
端端完成签到,获得积分10
7秒前
斯文败类应助三馬采纳,获得10
7秒前
7秒前
科研通AI6应助炙热尔烟采纳,获得10
8秒前
8秒前
机械小白完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
guijiu完成签到,获得积分10
9秒前
沙丁鹌鹑完成签到 ,获得积分10
9秒前
Lihuining发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
明小丽完成签到,获得积分10
10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
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1621
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] | NHBS Field Guides & Natural History 1500
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
Brittle fracture in welded ships 1000
Metagames: Games about Games 700
King Tyrant 680
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 5573997
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4660326
关于积分的说明 14728933
捐赠科研通 4600192
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2524706
邀请新用户注册赠送积分活动 1495014
关于科研通互助平台的介绍 1465017