Engineering the Interfacial Microenvironment via Surface Hydroxylation to Realize the Global Optimization of Electrochemical CO<sub>2</sub> Reduction

法拉第效率 催化作用 材料科学 吸附 选择性 电化学 可逆氢电极 化学工程 密度泛函理论 纳米技术 分子 电极 化学 有机化学 计算化学 物理化学 参比电极 工程类
作者
Xu Han,Ting Zhang,Martí Biset-Peiró,Xuan Zhang,Jian Li,Shuangliang Zhao,Pengyi Tang,Joan Ramon Morante,Jordi Llorca
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:14 (28): 32157-32165
标识
DOI:10.1021/acsami.2c09129
摘要

The adsorption and activation of CO2 on the electrode interface is a prerequisite and key step for electrocatalytic CO2 reduction reaction (eCO2 RR). Regulating the interfacial microenvironment to promote the adsorption and activation of CO2 is thus of great significance to optimize overall conversion efficiency. Herein, a CO2-philic hydroxyl coordinated ZnO (ZnO-OH) catalyst is fabricated, for the first time, via a facile MOF-assisted method. In comparison to the commercial ZnO, the as-prepared ZnO-OH exhibits much higher selectivity toward CO at lower applied potential, reaching a Faradaic efficiency of 85% at -0.95 V versus RHE. To the best of our knowledge, such selectivity is one of the best records in ZnO-based catalysts reported till date. Density functional theory calculations reveal that the coordinated surficial -OH groups are not only favorable to interact with CO2 molecules but also function in synergy to decrease the energy barrier of the rate-determining step and maintain a higher charge density of potential active sites as well as inhibit undesired hydrogen evolution reaction. Our results indicate that engineering the interfacial microenvironment through the introduction of CO2-philic groups is a promising way to achieve the global optimization of eCO2 RR via promoting adsorption and activation of CO2.
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
海盗船长完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
丘比特应助yxy采纳,获得10
2秒前
lyp发布了新的文献求助10
3秒前
哈哈王子完成签到,获得积分10
5秒前
SciGPT应助清爽聋五采纳,获得10
6秒前
990723发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
7秒前
jiang发布了新的文献求助10
7秒前
Neutrino完成签到,获得积分10
7秒前
张一诺021222完成签到,获得积分10
8秒前
洛尘完成签到 ,获得积分10
8秒前
李爱国应助lyp采纳,获得10
9秒前
13秒前
14秒前
茶包发布了新的文献求助30
15秒前
hjkk完成签到,获得积分10
16秒前
lxy完成签到 ,获得积分10
17秒前
20秒前
ghost发布了新的文献求助10
23秒前
LRxxx完成签到 ,获得积分10
23秒前
24秒前
俏皮的安萱完成签到 ,获得积分10
24秒前
yxy发布了新的文献求助10
24秒前
称心采枫完成签到 ,获得积分10
25秒前
Nana完成签到,获得积分10
27秒前
29秒前
李健的小迷弟应助ccq采纳,获得10
30秒前
元谷雪应助小甄甄采纳,获得10
30秒前
Lucas应助科研通管家采纳,获得10
30秒前
NexusExplorer应助科研通管家采纳,获得10
30秒前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
30秒前
JamesPei应助科研通管家采纳,获得10
31秒前
31秒前
天天快乐应助科研通管家采纳,获得10
31秒前
华仔应助黎明采纳,获得10
33秒前
aaaaaa完成签到,获得积分10
34秒前
科研通AI2S应助H.采纳,获得10
35秒前
开心发布了新的文献求助10
39秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2800
Kinetics of the Esterification Between 2-[(4-hydroxybutoxy)carbonyl] Benzoic Acid with 1,4-Butanediol: Tetrabutyl Orthotitanate as Catalyst 1000
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
Rechtsphilosophie 1000
Bayesian Models of Cognition:Reverse Engineering the Mind 888
Handbook of Qualitative Cross-Cultural Research Methods 600
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 568
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 3137539
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2788516
关于积分的说明 7787114
捐赠科研通 2444837
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1300071
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 625796
版权声明 601023