Simultaneous High Current Density and Selective Electrocatalytic CO2‐to‐CH4 through Intermediate Balancing

法拉第效率 选择性 电合成 催化作用 联轴节(管道) 电流密度 电化学 工作(物理) 化学 材料科学 化学工程 电极 物理化学 有机化学 热力学 物理 量子力学 工程类 冶金
作者
Bilu Liu,Shuqi Hu,Yumo Chen,Zhiyuan Zhang,Heming Liu,Xin Kang,Jiarong Liu,Shanlin Li,Yuting Luo
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
被引量:1
标识
DOI:10.1002/anie.202423915
摘要

The electrochemical reduction of CO2 to CH4 is promising for carbon neutrality and renewable energy storage but confronts low CH4 selectivity, especially at high current densities. The key challenge lies in promoting *CO intermediate and *H coupling while minimizing side reactions including C‐C coupling or H‐H coupling, which is particularly difficult at high current density due to abundant intermediates. Here we report a cooperative strategy to address this challenge using Cu‐based catalysts comprising Cu‐N coordination polymer and CuO component that can simultaneously manage the key intermediates *CO and *H. A fast CO2‐to‐CH4 conversion rate of 3.14 mmol cm‐2 h‐1 is achieved at 1,300 mA cm−2 with a Faradaic efficiency of 51.7%. In‐situ spectroscopy and theoretical calculations show that the increased Cu‐Cu distance in the Cu‐N coordination polymer component favors multistep *CO hydrogenation over the dimerization, and the CuO component ensures an adequate supply of *H, together contributing to the selective CO2‐to‐CH4 conversion at high current densities. This work develops a cooperative strategy for the electrosynthesis of CH4 with simultaneous high current density and high selectivity by rational catalyst design, paving the way for its applications.
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
酷波er应助xx采纳,获得10
1秒前
1秒前
2秒前
3秒前
enli发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
机智惜萱发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
4秒前
5秒前
Amy完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
虚心蜗牛完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
kk发布了新的文献求助10
7秒前
黄bb应助Wongyeah采纳,获得10
7秒前
7秒前
Ava应助淡然珍采纳,获得200
9秒前
Cain0807关注了科研通微信公众号
9秒前
广阔天地完成签到 ,获得积分10
10秒前
10秒前
10秒前
GG发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
清秀灵薇发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
13秒前
Whim应助七七采纳,获得20
14秒前
15秒前
个性跳跳糖完成签到,获得积分10
15秒前
写意发布了新的文献求助10
16秒前
迷路幻柏完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
小二郎应助李小狼不浪采纳,获得10
19秒前
研友_VZG7GZ应助奥特曼采纳,获得10
20秒前
21秒前
初夏发布了新的文献求助10
21秒前
淡然珍发布了新的文献求助200
21秒前
wanci应助12ocky采纳,获得10
24秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 3000
J'AI COMBATTU POUR MAO // ANNA WANG 660
Izeltabart tapatansine - AdisInsight 600
Language and the Joint Creation of Knowledge 500
Introduction to Comparative Public Administration Administrative Systems and Reforms in Europe, Third Edition 3rd edition 500
Geotechnical characterization of slope movements 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3753118
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3296709
关于积分的说明 10095259
捐赠科研通 3011451
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1653805
邀请新用户注册赠送积分活动 788455
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 752852