Simultaneous CO2 Reduction and 5-Hydroxymethylfurfural Oxidation to Value-Added Products by Electrocatalysis

电催化剂 电解 阳极 析氧 法拉第效率 化学 电解质 氧化还原 无机化学 甲酸 阴极 化学工程 催化作用 有机化学 电化学 物理化学 电极 工程类
作者
Jiahui Bi,Qinggong Zhu,Weiwei Guo,Pengsong Li,Shuaiqiang Jia,Jiyuan Liu,Jun Ma,Jianling Zhang,Zhimin Liu,Buxing Han
出处
期刊:ACS Sustainable Chemistry & Engineering [American Chemical Society]
卷期号:10 (24): 8043-8050 被引量:34
标识
DOI:10.1021/acssuschemeng.2c02117
摘要

A typical CO2 reduction reaction (CO2RR) electrolyzer is often carried out with sluggish kinetics of the oxygen evolution reaction (OER) as the accompanying anodic reaction, leading to a low value product in the anode and an undesired operation cost. To optimize the economic viability of the electrolyzer, it is important that both electrochemical half reactions produce value-added chemicals. However, the achievement of high efficiency at both half-cells simultaneously is very difficult, because in addition to the design of suitable catalyst and electrolyte, the potentials at each electrode should meet the optimized condition. Herein, for the first time, we report a cathodic CO2RR integrated with an anodic 5-hydroxymethylfurfural (HMF) oxidation reaction (HMFOR) to form a brand-new paired electrolysis system. Using PdOx/ZIF-8 (a Zn-based metal organic framework) as cathode and PdO as anode, the established electrolyzer only required a 1.06 V onset cell voltage for the efficient conversion of both CO2 and HMF, in contrast to the 1.77 V for a conventional CO2RR–OER system. The CO Faradaic efficiency (FE) achieved 97.0% with a high current density of 103.5 mA·cm–2 for CO2RR, and the organic acid yield reached 84.3% for HMFOR including 20.0% of maleic acid (MA) and 64.3% of formic acid (FA). This paired electrolysis system was outstanding in terms of FE and current density. This work opens new avenues for the efficient conversion of CO2 and biomass simultaneously.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
Youdge完成签到,获得积分10
1秒前
mmmm应助故笺采纳,获得10
2秒前
3秒前
3秒前
Megan发布了新的文献求助10
4秒前
聪明的天亦完成签到,获得积分10
5秒前
小蚊子发布了新的文献求助10
6秒前
pupu完成签到,获得积分10
7秒前
吃不饱的小可爱完成签到,获得积分10
8秒前
Master发布了新的文献求助10
9秒前
乐观的颦完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
科研通AI2S应助姜啸山采纳,获得10
10秒前
10秒前
dichloro完成签到,获得积分10
12秒前
研友LwklKL完成签到 ,获得积分10
12秒前
ssy完成签到,获得积分10
13秒前
Jingg完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
赘婿应助晴子采纳,获得10
16秒前
不安青牛应助乐观的颦采纳,获得30
16秒前
周久完成签到 ,获得积分10
17秒前
温暖发布了新的文献求助30
17秒前
在水一方应助姜啸山采纳,获得10
18秒前
努力发布了新的文献求助30
19秒前
21秒前
fei发布了新的文献求助10
22秒前
Orange应助lili采纳,获得30
23秒前
24秒前
背后的小白菜完成签到,获得积分10
26秒前
SciGPT应助Master采纳,获得10
27秒前
乱世才子完成签到,获得积分10
27秒前
晴子发布了新的文献求助10
27秒前
白蓝完成签到 ,获得积分10
28秒前
尛海完成签到,获得积分10
30秒前
西瓜甜又甜完成签到,获得积分20
30秒前
31秒前
31秒前
Jasin完成签到,获得积分10
34秒前
ssy发布了新的文献求助10
35秒前
高分求助中
Evolution 10000
ISSN 2159-8274 EISSN 2159-8290 1000
Becoming: An Introduction to Jung's Concept of Individuation 600
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
A new species of Velataspis (Hemiptera Coccoidea Diaspididae) from tea in Assam 500
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 500
The Kinetic Nitration and Basicity of 1,2,4-Triazol-5-ones 440
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3159827
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2810718
关于积分的说明 7889262
捐赠科研通 2469826
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1315126
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 630742
版权声明 602012