Cooperative CO2-to-ethanol conversion via enriched intermediates at molecule–metal catalyst interfaces

电合成 催化作用 法拉第效率 电化学 化学 材料科学 可再生能源 化学工程 纳米技术 电极 有机化学 工程类 电气工程 物理化学
作者
Fengwang Li,Yuguang Li,Ziyun Wang,Jun Li,Dae‐Hyun Nam,Yanwei Lum,Mingchuan Luo,Xue Wang,Adnan Ozden,Sung‐Fu Hung,Bin Chen,Yuhang Wang,Joshua Wicks,Yi Xu,Yilin Li,Christine M. Gabardo,Cao‐Thang Dinh,Ying Wang,Tao‐Tao Zhuang,David Sinton
出处
期刊:Nature Catalysis [Nature Portfolio]
卷期号:3 (1): 75-82 被引量:677
标识
DOI:10.1038/s41929-019-0383-7
摘要

Electrochemical conversion of CO2 into liquid fuels, powered by renewable electricity, offers one means to address the need for the storage of intermittent renewable energy. Here we present a cooperative catalyst design of molecule–metal catalyst interfaces with the goal of producing a reaction-intermediate-rich local environment, which improves the electrosynthesis of ethanol from CO2 and H2O. We implement the strategy by functionalizing the copper surface with a family of porphyrin-based metallic complexes that catalyse CO2 to CO. Using density functional theory calculations, and in situ Raman and operando X-ray absorption spectroscopies, we find that the high concentration of local CO facilitates carbon–carbon coupling and steers the reaction pathway towards ethanol. We report a CO2-to-ethanol Faradaic efficiency of 41% and a partial current density of 124 mA cm−2 at −0.82 V versus the reversible hydrogen electrode. We integrate the catalyst into a membrane electrode assembly-based system and achieve an overall energy efficiency of 13%. Electrochemical conversion of CO2 into liquid fuels, powered by renewable electricity, offers one means to address the need for the storage of intermittent renewable energy. Now, Sargent and co-workers present a cooperative catalyst design of molecule–metal interfaces to improve the electrosynthesis of ethanol from CO2 by producing a reaction-intermediate-rich local environment.
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
刚刚
1秒前
1秒前
xxy完成签到,获得积分10
2秒前
xiangoak发布了新的文献求助10
2秒前
沉淀体育生完成签到,获得积分10
3秒前
nini发布了新的文献求助11
4秒前
5秒前
识字岭的岭应助佰态采纳,获得30
5秒前
6秒前
丘比特应助cc采纳,获得10
7秒前
lewu发布了新的文献求助10
8秒前
领导范儿应助Nani采纳,获得10
8秒前
桐桐应助卷心菜投手采纳,获得10
9秒前
啵啵完成签到,获得积分10
11秒前
by完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
Ava应助蔼看文献采纳,获得10
13秒前
13秒前
14秒前
悦耳橘子发布了新的文献求助10
15秒前
从容水壶完成签到,获得积分10
18秒前
蔼看文献完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
cc发布了新的文献求助10
20秒前
20秒前
呵呵了完成签到 ,获得积分10
21秒前
MFNM完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
21秒前
时尚白凡完成签到 ,获得积分10
22秒前
JL发布了新的文献求助10
22秒前
22秒前
up完成签到,获得积分20
23秒前
传奇3应助从容水壶采纳,获得10
23秒前
纯情的傲儿完成签到,获得积分10
23秒前
24秒前
迷人冰棍完成签到 ,获得积分10
24秒前
24秒前
蔼看文献发布了新的文献求助10
25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
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 2000
Cronologia da história de Macau 1600
Earth System Geophysics 1000
Bioseparations Science and Engineering Third Edition 1000
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
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6126659
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7954577
关于积分的说明 16504491
捐赠科研通 5246057
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2801903
邀请新用户注册赠送积分活动 1783223
关于科研通互助平台的介绍 1654409