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Rich Bismuth‐Oxygen Bonds in Bismuth Derivatives from Bi2S3 Pre‐Catalysts Promote the Electrochemical Reduction of CO2

格式化 电催化剂 催化作用 法拉第效率 电化学 无机化学 材料科学 氧化物 可逆氢电极 化学 电极 物理化学 工作电极 有机化学 冶金
作者
Yating Wang,Long Cheng,Jinze Liu,Chuqian Xiao,Bei Zhang,Qionghao Xiong,Tao Zhang,Zhiyong Jiang,Hao Jiang,Yihua Zhu,Yuhang Li,Chunzhong Li
出处
期刊:ChemElectroChem [Wiley]
卷期号:7 (13): 2864-2868 被引量:12
标识
DOI:10.1002/celc.202000656
摘要

Abstract The greenhouse effect and climate change caused by carbon dioxide (CO 2 ) have become global challenges. Electrochemical reduction is one of the most promising paths to convert CO 2 into a feedstock such as formate for the synthesis of value‐added chemicals and fuels. We first performed theoretical calculations to predict the activity of bismuth oxide (Bi 2 O 3 ) for CO 2 electroreduction. The analysis of the reaction energetics indicates that the increased number of Bi−O bonds lowers the formation energy of the key *OCHO intermediate, and thus improves the production of formate. The Bi/Bi 2 O 3 electrocatalyst rich in Bi−O bonds was experimentally prepared from a nanorod‐like Bi 2 S 3 pre‐catalyst, which shows electrocatalytic activity to generate formate with a Faradaic efficiency of over 80 % at −1.0 V vs. the reversible hydrogen electrode (RHE) and durability for more than 20 h. This research opens up avenues for the rational design of selective Bi‐based CO 2 ‐to‐formate electrocatalysts.
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