Ultrathin Nitrogen‐Doped Carbon Encapsulated Ni Nanoparticles for Highly Efficient Electrochemical CO2 Reduction and Aqueous Zn‐CO2 Batteries

材料科学 电化学 催化作用 化学工程 纳米颗粒 电池(电) 水溶液 碳纤维 功率密度 电子转移 纳米技术 电极 化学 物理化学 复合材料 有机化学 功率(物理) 物理 量子力学 复合数 工程类
作者
Fangyuan Wang,Guan Wang,Peilin Deng,Yao Chen,Jing Li,Daoxiong Wu,Zhitong Wang,Chongtai Wang,Yingjie Hua,Xinlong Tian
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:19 (25): e2301128-e2301128 被引量:53
标识
DOI:10.1002/smll.202301128
摘要

Electrochemical CO2 reduction reaction (CO2 RR), powered by renewable electricity, has attracted great attention for producing high value-added fuels and chemicals, as well as feasibly mitigating CO2 emission problem. Here, this work reports a facile hard template strategy to prepare the Ni@N-C catalyst with core-shell structure, where nickel nanoparticles (Ni NPs) are encapsulated by thin nitrogen-doped carbon shells (N-C shells). The Ni@N-C catalyst has demonstrated a promising industrial current density of 236.7 mA cm-2 with the superb FECO of 97% at -1.1 V versus RHE. Moreover, Ni@N-C can drive the reversible Zn-CO2 battery with the largest power density of 1.64 mW cm-2 , and endure a tough cycling durability. These excellent performances are ascribed to the synergistic effect of Ni@N-C that Ni NPs can regulate the electronic microenvironment of N-doped carbon shells, which favor to enhance the CO2 adsorption capacity and the electron transfer capacity. Density functional theory calculations prove that the binding configuration of N-C located on the top of Ni slabs (Top-Ni@N-C) is the most thermodynamically stable and possess a lowest thermodynamic barrier for the formation of COOH* and the desorption of CO. This work may pioneer a new method on seeking high-efficiency and worthwhile electrocatalysts for CO2 RR and Zn-CO2 battery.
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
Ava应助子非我采纳,获得10
刚刚
SG完成签到,获得积分10
刚刚
李爱国应助核桃酥采纳,获得10
刚刚
1秒前
小二郎应助tyun采纳,获得10
1秒前
1秒前
刘丽完成签到,获得积分10
2秒前
Jasper应助Rylynn采纳,获得10
2秒前
xx关注了科研通微信公众号
2秒前
JamesPei应助胡胡采纳,获得10
2秒前
单薄的誉完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
3秒前
3秒前
小猪发布了新的文献求助10
3秒前
Sssmmmyy完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
ding应助木梓采纳,获得10
4秒前
华仔应助sharkmelon采纳,获得10
4秒前
无极微光应助震动的一刀采纳,获得20
4秒前
顽石完成签到,获得积分10
4秒前
cye完成签到,获得积分10
5秒前
瞿绮彤完成签到,获得积分10
5秒前
爱吃饼干的土拨鼠完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
Swu完成签到,获得积分10
5秒前
火星上的大炮完成签到,获得积分10
6秒前
香蕉觅云应助李白采纳,获得10
6秒前
纯良可可豆完成签到,获得积分10
6秒前
安安完成签到,获得积分10
6秒前
天天发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
月色完成签到,获得积分10
7秒前
西西里柠檬完成签到,获得积分10
7秒前
浮光跃金完成签到,获得积分10
7秒前
Ali发布了新的文献求助10
7秒前
robin完成签到,获得积分10
8秒前
Na完成签到,获得积分10
8秒前
优TT发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
高分求助中
GL 2 A method for assessing the in-place cleanability of food processing equipment, Fourth Edition, December 2023 3000
Annie Ernaux: De la perte au corps glorieux 600
Writing Systems 500
类器官构建与应用:从基础到前沿 500
Electric Vehicle Powertrains Design Fundamentals, Components, and Applications 400
Handbook on Planning and Climate Change Adaptation 400
Optical Coating Design with the Essential Macleod 400
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6809645
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8525957
关于积分的说明 18149497
捐赠科研通 6134749
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3029289
邀请新用户注册赠送积分活动 2005870
关于科研通互助平台的介绍 2003669