Accelerating photoelectrochemical CO2RR selectively of C2+ products by integrating Ag/Pd cocatalysts on Cu/Cu2O/CuO heterojunction nanorods

纳米棒 异质结 氧化还原 材料科学 可逆氢电极 纳米技术 电解质 无机化学 电化学 化学 化学工程 光电子学 电极 工作电极 工程类 物理化学
作者
Periyayya Uthirakumar,Hoki Son,Dung Van Dao,Yeji Lee,Sunny Yadav,In-Hwan Lee
出处
期刊:Journal of environmental chemical engineering [Elsevier]
卷期号:12 (2): 112442-112442 被引量:15
标识
DOI:10.1016/j.jece.2024.112442
摘要

The Cu-based photoelectrochemical CO2 reduction reaction (PEC–CO2RR) represents a convenient approach for producing value-added C2+ products, aiming to achieve carbon neutrality by reducing greenhouse gas emissions. However, these reactions typically suffer from limited selectivity. In this work, we fabricate Cu/Cu2O/CuO nanorod (CuR)-based heterojunction architectures integrated with Ag and Pd cocatalysts to boost the selectivity of C2+ products. The proposed Cu/Cu2O/CuO/Ag-Pd (CuR/Ag-Pd) photoelectrodes are used as photocathodes to generate a maximum Faradaic efficiency (FE) of C2+ products exceeding 53% by suppressing the hydrogen evolution reaction (HER). The FE improvement is approximately 22-fold (n-propanol), 12-fold (ethanol), 13-fold (acetaldehyde), and 6-fold (acetate) compared with CuR photoelectrodes operating at a negative applied potential of −1.8 V (vs. reversible hydrogen electrode, RHE). Conversely, the CuR photoelectrodes exhibit a maximum HER rate of ∼86% at −1.8 V (vs. RHE), higher than those of the CuR/Ag (54%) and CuR/Ag-Pd (35%) photoelectrodes. The superior PEC–CO2RR performance of CuR/Ag-Pd photoelectrodes is attributable to the higher electrochemical active surface area (6.7 mF/cm2) and faster charge transfer rate at the electrode/electrolyte interface owing to the presence of cocatalysts. In addition, the CuR/Ag-Pd photoelectrodes exhibit remarkable long-term stability retaining 70% of the initial performance even after a relatively more negative applied potential at −1.2 V. A comprehensive investigation into the changes in surface morphology, crystal structure, and elemental composition after PEC–CO2RR confirms the higher stability of CuR/Ag-Pd photoelectrodes. Thus, this work provides novel perceptions into the development of Cu-based heterojunction photoelectrodes integrated with Ag/Pd cocatalysts for improving the selectivity of C2+ products.
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
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
量子星尘发布了新的文献求助10
刚刚
量子星尘发布了新的文献求助10
1秒前
4秒前
DHW1703701完成签到,获得积分10
4秒前
xiahou发布了新的文献求助50
9秒前
无情的踏歌完成签到,获得积分0
9秒前
好大白完成签到 ,获得积分10
10秒前
10秒前
12秒前
米奇妙妙屋完成签到,获得积分10
12秒前
热情爆米花完成签到 ,获得积分10
13秒前
chemzhh完成签到,获得积分10
13秒前
星之完成签到,获得积分10
13秒前
东风完成签到,获得积分10
14秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
15秒前
新开完成签到,获得积分10
15秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
15秒前
Arthur完成签到 ,获得积分10
15秒前
DTOU应助一颗糖炒栗子采纳,获得10
16秒前
烤鸭完成签到 ,获得积分10
18秒前
Vanity完成签到 ,获得积分10
20秒前
执着的以筠完成签到 ,获得积分10
21秒前
1515完成签到 ,获得积分10
21秒前
meizi0109完成签到 ,获得积分10
21秒前
22秒前
威武鸽子发布了新的文献求助10
22秒前
xiahou完成签到,获得积分10
25秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
26秒前
简奥斯汀完成签到 ,获得积分10
28秒前
28秒前
ESC惠子子子子子完成签到 ,获得积分10
29秒前
六元一斤虾完成签到 ,获得积分10
31秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
31秒前
32秒前
roundtree完成签到 ,获得积分0
33秒前
33秒前
zhaolee完成签到 ,获得积分10
35秒前
一颗糖炒栗子完成签到,获得积分10
35秒前
358489228完成签到,获得积分10
36秒前
361发布了新的文献求助10
38秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Forensic and Legal Medicine Third Edition 5000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
Aerospace Engineering Education During the First Century of Flight 2000
从k到英国情人 1700
„Semitische Wissenschaften“? 1510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5773368
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5610371
关于积分的说明 15430973
捐赠科研通 4905878
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2639904
邀请新用户注册赠送积分活动 1587778
关于科研通互助平台的介绍 1542792