Rationally designed negative electrode for selective CO2-to-CO conversion in protonic ceramic electrochemical cells

材料科学 电极 电化学 陶瓷 电催化剂 格式化 可逆氢电极 选择性 电解质 氧化物 化学工程 无机化学 催化作用 工作电极 冶金 复合材料 物理化学 有机化学 工程类 化学
作者
Fan Liu,Liyang Fang,David R. Diercks,Pejman Kazempoor,Chuancheng Duan
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier BV]
卷期号:102: 107722-107722 被引量:24
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2022.107722
摘要

Protonic ceramic electrochemical cells (PCECs) are solid-state electrochemical devices that employ proton-conducting oxides as electrolytes, which offer a promising approach for electrification of chemical manufacturing, including CO2 reduction to produce value-added chemicals (e.g., CO). The primary advantage of PCECs is their intermediate operating temperatures (300–600 °C), which thermodynamically and kinetically favor the CO2 reduction chemistry at the negative electrode. However, the conventional negative electrodes of PCECs, such as BaZr0.8−xCexY0.2O3-δ-Ni or BaZr0.8−xCexY0.1Yb0.1O3-δ-Ni, cannot reduce CO2 to either CH4 or CO with a selectivity of >99 %, leading to the production of a CO and CH4 mixture. Herein, an oxide-supported in-situ exsolved Ni-Fe alloyed nanoparticle electrocatalyst, Sr2Fe1.4Mo0.5O6-δ-Ni0.175 (SFM-Ni0.175), is first employed as the negative electrode of PCECs. The PCECs equipped with this new negative electrode selectively favor the CO2-to-CO conversion. A selectivity of ~100 % toward CO has been demonstrated over a wide range of operating temperatures (400–600 °C) and applied potentials/current densities. The negative electrode demonstrated in this work fully suppresses the CH4 production. In situ diffuse reflectance infrared spectroscopy (DRIFTS) was performed to probe the CO2 reduction mechanisms over both SFM-Ni0.175 and the traditional negative electrode (BCZYYb7111 +Ni), which indicates SFM-Ni0.175 inhibits the formation of formate species, leading to selective production of CO. This work validates that PCECs equipped with the rationally designed negative electrode can selectively manufacture chemicals.
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
苏寒完成签到 ,获得积分10
1秒前
斯文败类应助jaya采纳,获得10
2秒前
周士翔发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
超帅涵柳完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
萧堇琳完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
leo完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
在下天池宫人间行走完成签到,获得积分10
4秒前
Druid发布了新的文献求助10
4秒前
独特咖啡豆完成签到,获得积分10
5秒前
终抵星空发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
5秒前
SciGPT应助清秀的冰巧采纳,获得10
6秒前
笨笨的元风完成签到 ,获得积分10
6秒前
zlfk发布了新的文献求助10
6秒前
王多肉发布了新的文献求助10
6秒前
温柔采珊完成签到,获得积分10
7秒前
田様应助xin采纳,获得10
7秒前
李健的粉丝团团长应助PGZ采纳,获得10
7秒前
7秒前
温庭筠完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
脑袋凹凹完成签到,获得积分10
8秒前
wsxx200024发布了新的文献求助10
8秒前
初次见面完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
孙小子完成签到,获得积分10
10秒前
萧堇琳发布了新的文献求助10
11秒前
彭于晏应助小鱼仔采纳,获得10
11秒前
wql完成签到,获得积分10
11秒前
壮观依云发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
Wei完成签到 ,获得积分10
11秒前
蘑菇菌发布了新的文献求助10
11秒前
yolo完成签到,获得积分10
11秒前
molihuakai应助旺仔QQ采纳,获得10
12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
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 2500
Atlas of Aligner Treatment and Planning A Case-Based Approach 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Soil mites of the family Rhagidiidae (Actinedida: Eupodoidea). Morphology, Systematics, Ecology 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
丝光沸石活性位点定向调控及其二甲醚羰基化性能研究 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7433888
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9035755
关于积分的说明 19251379
捐赠科研通 7060267
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3236873
关于科研通互助平台的介绍 2400299
邀请新用户注册赠送积分活动 2220306