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 工程类 物理 功率(物理) 复合数 量子力学
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
富有的佳完成签到,获得积分10
刚刚
Owen应助小困包采纳,获得10
1秒前
xiaoqi完成签到,获得积分10
1秒前
3秒前
tiantian完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
lancerimpp发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
7秒前
tiantian发布了新的文献求助10
8秒前
风趣夜山发布了新的文献求助10
8秒前
昏睡的帆布鞋完成签到 ,获得积分10
9秒前
9秒前
悠着点儿卷吧完成签到 ,获得积分10
10秒前
学术山芋发布了新的文献求助10
10秒前
在水一方应助胡聪明采纳,获得10
11秒前
矮小的羽毛11完成签到,获得积分20
11秒前
大个应助甜蜜寄灵采纳,获得10
11秒前
12秒前
14秒前
向日葵发布了新的文献求助10
15秒前
Mask发布了新的文献求助10
15秒前
呵叹六发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
17秒前
科研通AI6.3应助难过从云采纳,获得10
18秒前
矮小的羽毛11关注了科研通微信公众号
18秒前
俭朴绿兰发布了新的文献求助10
18秒前
Xiaowen发布了新的文献求助10
18秒前
大模型应助大意的海豚采纳,获得10
20秒前
20秒前
烟花应助王球球采纳,获得10
21秒前
hao发布了新的文献求助10
22秒前
22秒前
Aimee发布了新的文献求助10
22秒前
Tammy完成签到,获得积分10
24秒前
斯文败类应助7w采纳,获得10
25秒前
lancerimpp完成签到,获得积分10
26秒前
嘟嘟发布了新的文献求助10
26秒前
忧郁连虎完成签到,获得积分10
26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
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 1500
Picture this! Including first nations fiction picture books in school library collections 1500
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Unlocking Chemical Thinking: Reimagining Chemistry Teaching and Learning 555
Founders of Experimental Physiology: biographies and translations 500
ON THE THEORY OF BIRATIONAL BLOWING-UP 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 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 6373098
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8186656
关于积分的说明 17280968
捐赠科研通 5427241
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2871328
邀请新用户注册赠送积分活动 1848102
关于科研通互助平台的介绍 1694376