Industrial-Current-Density CO2-to-C2+ Electroreduction by Anti-swelling Anion-Exchange Ionomer-Modified Oxide-Derived Cu Nanosheets

化学 肿胀 的 氧化物 傅里叶变换红外光谱 拉曼光谱 电流密度 分析化学(期刊) 化学工程 有机化学 量子力学 光学 物理 工程类
作者
Yuan Zhao,Xiaolong Zu,Runhua Chen,Xiaodong Li,Yawen Jiang,Zhiqiang Wang,Shumin Wang,Yang Wu,Yongfu Sun,Yi Xie
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:144 (23): 10446-10454 被引量:114
标识
DOI:10.1021/jacs.2c02594
摘要

CO2 electroreduction to high-energy-density C2+ products is highly attractive, whereas the C2+ selectivity under industrial current densities is still unsatisfying. Here, an anti-swelling anion exchange ionomer (AEI) was first proposed to optimize the local environment for promoting industrial-current-density CO2-to-C2+ electroreduction. Taking the anti-swelling AEI-modified oxide-derived Cu nanosheets as an example, in situ Raman spectroscopy and contact angle measurements revealed that the OH--accumulated -N(CH3)3+ groups and anti-swelling backbone of AEI could synergistically regulate the local pH level and water content. In situ Fourier-transform infrared spectroscopy and theoretical calculations demonstrated that the higher local pH value could lower the energy barrier for the rate-limiting COCO* hydrogenated to COCOH* from 0.08 to 0.04 eV, thereby boosting the generation of C2+ products. Owing to the anti-swelling backbone, the optimized water content of 3.5% could suppress the competing H2 evolution and hence facilitate the proton-electron transfer step for C2+ production. As a result, the anti-swelling AEI-modified oxide-derived Cu nanosheets achieved a C2+ Faradaic efficiency of 85.1% at a current density up to 800 mA cm-2 with a half-cell power conversion efficiency exceeding 50%, outperforming most reported powder catalysts.
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
1秒前
15860936613完成签到 ,获得积分10
1秒前
元友容发布了新的文献求助10
2秒前
沉静的八宝粥完成签到,获得积分10
2秒前
spp完成签到 ,获得积分10
2秒前
JamesPei应助苏邑采纳,获得10
3秒前
ywsss完成签到,获得积分10
6秒前
Yanki完成签到,获得积分10
6秒前
zz完成签到,获得积分10
6秒前
周周南完成签到 ,获得积分10
6秒前
研友_Zzrx6Z发布了新的文献求助30
7秒前
7秒前
g7001完成签到,获得积分10
8秒前
SH123完成签到 ,获得积分10
9秒前
xcwy完成签到,获得积分10
9秒前
pawpaw009完成签到,获得积分10
10秒前
王鑫完成签到 ,获得积分10
10秒前
10秒前
鲸鱼打滚完成签到 ,获得积分10
10秒前
故意的雨南完成签到 ,获得积分10
10秒前
科研通AI2S应助xiewuhua采纳,获得10
10秒前
11秒前
甜甜圈发布了新的文献求助10
13秒前
闹心完成签到 ,获得积分10
16秒前
Tomin完成签到,获得积分10
17秒前
wu完成签到 ,获得积分10
17秒前
fissh完成签到,获得积分10
18秒前
完美世界应助段辉采纳,获得10
19秒前
黄玥完成签到 ,获得积分10
21秒前
bjr完成签到 ,获得积分10
21秒前
ylyao完成签到,获得积分10
22秒前
元友容完成签到,获得积分10
23秒前
Simpson完成签到 ,获得积分10
25秒前
Ivy完成签到,获得积分20
25秒前
研友_Zzrx6Z完成签到,获得积分10
26秒前
可耐的寒松完成签到,获得积分10
28秒前
笨笨的兰完成签到,获得积分10
28秒前
懵懂的广缘完成签到,获得积分10
29秒前
雯雯完成签到,获得积分10
30秒前
lcsolar完成签到,获得积分10
31秒前
高分求助中
The late Devonian Standard Conodont Zonation 2000
Nickel superalloy market size, share, growth, trends, and forecast 2023-2030 2000
The Lali Section: An Excellent Reference Section for Upper - Devonian in South China 1500
Smart but Scattered: The Revolutionary Executive Skills Approach to Helping Kids Reach Their Potential (第二版) 1000
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 850
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 800
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 800
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 3248882
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2892279
关于积分的说明 8270432
捐赠科研通 2560561
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1389110
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 651004
邀请新用户注册赠送积分活动 627850