Boosting the Productivity of Electrochemical CO2Reduction to Multi‐Carbon Products by Enhancing CO2Diffusion through a Porous Organic Cage

电化学 多孔性 吸附 催化作用 电解质 化学工程 碳纤维 扩散 材料科学 化学 无机化学 电极 有机化学 物理化学 工程类 物理 复合数 复合材料 热力学
作者
Chunjun Chen,Xupeng Yan,Yahui Wu,Shoujie Liu,Xiudong Zhang,Xiaofu Sun,Qinggong Zhu,Haihong Wu,Buxing Han
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:134 (23)
标识
DOI:10.1002/ange.202202607
摘要

Abstract Electroreduction of CO 2 into valuable fuels and feedstocks offers a promising way for CO 2 utilization. However, the commercialization is limited by the low productivity. Here, we report a strategy to enhance the productivity of CO 2 electroreduction by improving diffusion of CO 2 to the surface of catalysts using porous organic cages (POCs) as an additive. It was noted that the Faradaic efficiency (FE) of C2+ products could reach 76.1 % with a current density of 1.7 A cm −2 when Cu‐nanorod(nr)/CC3 (one of the POCs) was used, which were much higher than that using Cu‐nr. Detailed studies demonstrated that the hydrophobic pores of CC3 can adsorb a large amount of CO 2 for the reaction, and the diffusion of CO 2 in the CC3 to the nanocatalyst surface is easier than that in the liquid electrolyte. Thus, more CO 2 molecules make contact with the nanocatalysts in the presence of CC3, enhancing CO 2 reduction and inhibiting generation of H 2 .
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