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Interfacial engineering of In2O3/InN heterostructure with promoted charge transfer for highly efficient CO2 reduction to formate

异质结 格式化 法拉第效率 材料科学 氧化物 电子转移 吉布斯自由能 催化作用 纳米技术 化学工程 化学 化学物理 电极 光电子学 物理化学 电化学 光化学 热力学 工程类 物理 冶金 生物化学
作者
Xiaoli Zhao,Ming Huang,Bangwei Deng,Kanglu Li,Fei Li,Fan Dong
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:437: 135114-135114 被引量:54
标识
DOI:10.1016/j.cej.2022.135114
摘要

Electrocatalytic reduction of CO2 into value-added chemicals and fuels is of intensive urgence and importance to relieve the growing CO2 emission and achieve the carbon neutrality. Herein, an In2O3/InN heterojunction was constructed and firstly utilized in electrocatalytic CO2 reduction reaction (CO2RR) to formate with high Faradaic efficiency (95.7% at −1.48 V vs. RHE) and outstanding stability. The in-depth experimental analyses together with theoretical studies reveal that the O-N interaction at the interface between In2O3 and InN could provide a charge transfer channel and lead to electron enrichment on the surface of InN, promoting the activation of CO2 molecules, lowering the Gibbs free energy for the formation of *HCOO intermediate and strengthening the binding with *HCOO during CO2RR. This work provides a fundamental understanding of the interaction at In-based heterostructure interface for highly selective CO2 reduction to formate and offers a universal route for the design of other type metal oxide/nitride heterostructures for various catalytic applications.
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