Electrochemical reduction of CO2 via a CuO/SnO2 heterojunction catalyst

催化作用 电化学 选择性 氧化还原 异质结 法拉第效率 二氧化碳电化学还原 材料科学 无机化学 化学工程 化学 纳米技术 电极 物理化学 一氧化碳 有机化学 冶金 工程类 光电子学
作者
Chunyue Shen,Ke Li,Yirui Ma,Shuang Liu,Xiaoyang Wang,Jingwen Xu,Mingming Wang,Yahan Meng,Na Chen,Wei Chen
出处
期刊:Chemical Physics Letters [Elsevier BV]
卷期号:818: 140438-140438 被引量:10
标识
DOI:10.1016/j.cplett.2023.140438
摘要

Copper-based materials, widely accepted as favorable catalysts for electrocatalytic reduction of carbon dioxide, are usually encountered with side-reaction problems in the experimental practice, leading to low catalytic selectivity for specific products and inducing competitive hydrogen evolution reaction. In this work, we report a novel CuO/SnO2 heterojunction structured catalyst with abundant CuO/SnO2 interfaces to diminish the side-reaction during the CO2 reduction reaction (CO2RR). Our catalyst exhibits exceptionally high selectivity for C1 products in electrochemical CO2RR with Faradaic efficiencies (FE) over 80% in a broad potential window ranging from −0.78 V to −1.06 V vs. RHE. Specifically, our catalyst reaches the highest FE of 86% at −0.87 V vs. RHE and remains stable for over 9000 s. The impressive performance of our heterojunction catalyst is attributed to the acceleration of the electron transportation at the CuO/SnO2 interfaces, which boosts the generation of active intermediates and facilitates the formation of C1 products in the CO2RR process. Such a new methodology of catalyst synthesis can be considered an effective strategy for regulating the selectivity of CO2RR products for copper-based materials.
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