In Situ Dynamic Construction of a Copper Tin Sulfide Catalyst for High-Performance Electrochemical CO2 Conversion to Formate

催化作用 法拉第效率 电化学 硫化物 选择性 格式化 材料科学 无机化学 二氧化碳电化学还原 硫化铜 化学工程 化学 电极 一氧化碳 冶金 物理化学 有机化学 工程类
作者
Ke Li,Jingwen Xu,Tingting Zheng,Yuan Yuan,Shuang Liu,Chunyue Shen,Taoli Jiang,Jifei Sun,Zaichun Liu,Yan Xu,Mingyan Chuai,Chuan Xia,Wei Chen
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:12 (16): 9922-9932 被引量:100
标识
DOI:10.1021/acscatal.2c02627
摘要

Electrochemical reduction of CO2 to produce fuels and chemicals is one of the most valuable approaches to achieve a carbon-neutral cycle. Recently, a diversity of catalysts have been developed to improve their intrinsic activity and efficiency. However, the dynamic evolution process and the in situ construction behavior of electrocatalysts under the working conditions are typically ignored. Here, we fully reveal the dynamic reduction process and phase transformation of a copper tin sulfide catalyst reconstructed by in situ reduction of the precatalyst Cu2SnS3 and CuS during electrochemical CO2 reduction. Furthermore, the reconstructed catalyst reaches an outstanding electrochemical CO2-to-formate conversion with a high Faradaic efficiency of 96.4% at an impressive production rate of 124889.9 μmol mg–1 h–1 under a partial current density of −241 mA cm–2 (−669.4 A g–1) in a flow-cell reactor. Theoretical calculations further demonstrate the strong charge interaction between the adsorbate and substrate to accelerate the charge transfer and decrease the formation energies of OCHO* and HCOOH* intermediates in the pathway of CO2 to HCOOH, resulting in high selectivity for formate on the surface of the copper tin sulfide catalyst. This work paves the way for revealing the in situ dynamic process of the reconstructed catalyst and designing optimal catalysts with high catalytic activity and selectivity.
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
77完成签到,获得积分10
刚刚
Akim应助ctttt采纳,获得10
刚刚
甜甜的大香瓜完成签到,获得积分10
刚刚
Lee发布了新的文献求助10
1秒前
xliiii发布了新的文献求助10
1秒前
SJJ应助CHEN采纳,获得20
1秒前
无花果应助huilin采纳,获得10
1秒前
1秒前
1秒前
2秒前
yexyz发布了新的文献求助10
2秒前
情怀应助枫莘梓采纳,获得10
3秒前
李健的小迷弟应助Chioman采纳,获得10
3秒前
3秒前
August1110完成签到 ,获得积分10
3秒前
Akim应助浏阳河采纳,获得10
4秒前
4秒前
4秒前
小二郎应助Lee采纳,获得10
4秒前
千杯血完成签到,获得积分10
4秒前
动听的涵山完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
Huang发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
思源应助烟里戏采纳,获得10
5秒前
5秒前
科研通AI6应助凶狠的盛男采纳,获得60
5秒前
5秒前
5秒前
杨涛发布了新的文献求助10
5秒前
一万朵蝴蝶完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
6秒前
杨德帅发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
可可酱发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
8秒前
HT发布了新的文献求助10
8秒前
catherine完成签到,获得积分10
8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
Translanguaging in Action in English-Medium Classrooms: A Resource Book for Teachers 700
Exploring Nostalgia 500
Natural Product Extraction: Principles and Applications 500
Exosomes Pipeline Insight, 2025 500
Qualitative Data Analysis with NVivo By Jenine Beekhuyzen, Pat Bazeley · 2024 500
Advanced Memory Technology: Functional Materials and Devices 400
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 5667262
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4884975
关于积分的说明 15119469
捐赠科研通 4826112
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2583765
邀请新用户注册赠送积分活动 1537901
关于科研通互助平台的介绍 1496041