Revolutionizing CO2 Electrolysis: Fluent Gas Transportation within Hydrophobic Porous Cu2O

多孔性 法拉第效率 电催化剂 电解 纳米孔 多孔介质 相(物质) 电化学 化学工程 纳米技术 密度泛函理论 化学物理 材料科学 化学 工程类 计算化学 有机化学 物理化学 电极 电解质
作者
Qinghong Geng,Longlong Fan,Huige Chen,Chunhui Zhang,Zhe Xu,Ye Tian,Cunming Yu,Lei Kang,Yusuke Yamauchi,Cuiling Li,Lei Jiang
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:146 (15): 10599-10607 被引量:3
标识
DOI:10.1021/jacs.4c00082
摘要

The success of electrochemical CO2 reduction at high current densities hinges on precise interfacial transportation and the local concentration of gaseous CO2. However, the creation of efficient CO2 transportation channels remains an unexplored frontier. In this study, we design and synthesize hydrophobic porous Cu2O spheres with varying pore sizes to unveil the nanoporous channel's impact on gas transfer and triple-phase interfaces. The hydrophobic channels not only facilitate rapid CO2 transportation but also trap compressed CO2 bubbles to form abundant and stable triple-phase interfaces, which are crucial for high-current-density electrocatalysis. In CO2 electrolysis, in situ spectroscopy and density functional theory results reveal that atomic edges of concave surfaces promote C–C coupling via an energetically favorable OC-COH pathway, leading to overwhelming CO2-to-C2+ conversion. Leveraging optimal gas transportation and active site exposure, the hydrophobic porous Cu2O with a 240 nm pore size (P-Cu2O-240) stands out among all the samples and exhibits the best CO2-to-C2+ productivity with remarkable Faradaic efficiency and formation rate up to 75.3 ± 3.1% and 2518.2 ± 8.1 μmol h–1 cm–2, respectively. This study introduces a novel paradigm for efficient electrocatalysts that concurrently addresses active site design and gas-transfer challenges.
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
你今天学了多少完成签到 ,获得积分10
2秒前
电子屎壳郎完成签到,获得积分10
4秒前
Rqbnicsp完成签到,获得积分10
4秒前
等待谷南完成签到,获得积分10
15秒前
dejavu完成签到,获得积分10
15秒前
勤奋曼雁完成签到 ,获得积分10
17秒前
鑫鑫完成签到 ,获得积分10
19秒前
轩辕德地完成签到,获得积分10
19秒前
一缕轻曲挽南墙完成签到 ,获得积分10
21秒前
安然完成签到 ,获得积分10
23秒前
Josh完成签到 ,获得积分10
33秒前
何晓俊完成签到,获得积分10
39秒前
我爱科研完成签到 ,获得积分10
40秒前
牛奶面包完成签到 ,获得积分10
41秒前
集典完成签到 ,获得积分10
44秒前
50秒前
小班完成签到,获得积分10
51秒前
杉杉发布了新的文献求助10
53秒前
落寞醉易完成签到 ,获得积分10
54秒前
zhangshenlan完成签到 ,获得积分10
58秒前
tori完成签到 ,获得积分10
1分钟前
内向东蒽完成签到 ,获得积分10
1分钟前
喜悦的香之完成签到 ,获得积分10
1分钟前
ciiiv完成签到 ,获得积分10
1分钟前
奋斗的妙海完成签到 ,获得积分0
1分钟前
jojo665完成签到 ,获得积分10
1分钟前
扶我起来写论文完成签到 ,获得积分10
1分钟前
wmuer完成签到 ,获得积分10
1分钟前
slsdianzi完成签到,获得积分10
1分钟前
於奎发布了新的文献求助10
1分钟前
心想事成完成签到 ,获得积分10
1分钟前
华仔应助斯文尔白采纳,获得30
1分钟前
饿哭了塞完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Eric完成签到 ,获得积分10
1分钟前
guo完成签到 ,获得积分10
1分钟前
cowmoon完成签到 ,获得积分10
1分钟前
稳重母鸡完成签到 ,获得积分10
1分钟前
於奎完成签到,获得积分10
1分钟前
跳跃的白云完成签到 ,获得积分10
1分钟前
缓慢的微笑完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
One Man Talking: Selected Essays of Shao Xunmei, 1929–1939 1000
A Chronicle of Small Beer: The Memoirs of Nan Green 1000
From Rural China to the Ivy League: Reminiscences of Transformations in Modern Chinese History 900
Migration and Wellbeing: Towards a More Inclusive World 900
Eric Dunning and the Sociology of Sport 850
Operative Techniques in Pediatric Orthopaedic Surgery 510
The Making of Détente: Eastern Europe and Western Europe in the Cold War, 1965-75 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 材料科学 生物 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 物理化学 催化作用 免疫学 细胞生物学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2910155
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2544024
关于积分的说明 6884855
捐赠科研通 2210048
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1174392
版权声明 588033
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 575430