Bi19Br3S27 nanorods for formate production from CO2 electroreduction with high efficiency and selectivity

格式化 法拉第效率 催化作用 电催化剂 可逆氢电极 纳米棒 氧化还原 选择性 能量转换效率 阳极 化学工程 材料科学 电子转移 化学 电解 甲醇 无机化学 光化学 电极 电化学 纳米技术 电解质 工作电极 物理化学 有机化学 光电子学 工程类
作者
Xia Ma,Qiang Wang,Min Wang,Xixiong Jin,Lianzhou Wang,Lingxia Zhang
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:474: 145711-145711 被引量:7
标识
DOI:10.1016/j.cej.2023.145711
摘要

Electrocatalytic CO2 reduction by renewable electricity is a promising approach to mitigate greenhouse effect and energy crisis, whereas the product selectivity and efficiency of catalysts remain to be significantly improved. Adjusting the electronic structure of catalysts by modulating the coordination environment of active sites is an effective way to improve their catalytic performance, but it is limited to deliberate doping. Herein, we synthesize Bi19Br3S27 nanorod as an electrocatalyst for CO2 reduction and realize the electronic structure modulation of Bi sites by S and Br comodification via an in-situ reconstruction. The as-obtained catalyst shows high Faradaic efficiency of formate (FEformate) of 98% at −1.1 V versus reversible hydrogen electrode (vs. RHE) and above 96% in a wide potential range of ∼ 700 mV (-1.1 V ∼ -1.8 V vs. RHE), superior to most of the reported catalysts. Meanwhile, a current density of about 150 mA cm−2 has been achieved in a flow cell with FEformate of 90%. It is disclosed that Bi19Br3S27 has been reconstructed to S,Br-comodified Bi during CO2 reduction process, resulting in positively charged Bi sites, which enhance the stability of CO2*- and HCOO*- intermediates and improve the catalytic activity towards formate formation. Compared with S-modified Bi and pure Bi, the S,Br-comodified Bi shows enhanced electron transfer rate and reaction kinetics, favoring its high efficiency in CO2RR. Ultimately, a maximum solar-to-formate conversion efficiency of ∼ 4.75% has been achieved in an electrolyzer integrating CO2RR and OER (O2 evolution reaction) powered by Si solar cells.

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
tjfwg完成签到,获得积分10
1秒前
XWL完成签到,获得积分10
1秒前
Leucalypt完成签到,获得积分10
2秒前
丘比特应助600am采纳,获得10
3秒前
3秒前
8秒前
从容的雨完成签到,获得积分10
8秒前
zfcaabbcc完成签到 ,获得积分10
9秒前
深情的热狗完成签到,获得积分10
9秒前
111关注了科研通微信公众号
10秒前
12秒前
Imp完成签到,获得积分10
12秒前
langlang发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
PsyAerill完成签到,获得积分10
14秒前
朴素访云完成签到,获得积分10
14秒前
小小美少女完成签到 ,获得积分10
14秒前
16秒前
600am发布了新的文献求助10
17秒前
若即若离关注了科研通微信公众号
18秒前
梦明完成签到 ,获得积分10
20秒前
情怀应助AidenZhang采纳,获得10
22秒前
慕山完成签到 ,获得积分10
23秒前
123完成签到 ,获得积分10
24秒前
廖紊完成签到,获得积分10
27秒前
28秒前
分子遗传小菜鸟完成签到,获得积分10
28秒前
chemwd完成签到,获得积分10
29秒前
31秒前
研友_8yN60L完成签到,获得积分10
31秒前
棒槌完成签到,获得积分10
31秒前
ZH完成签到 ,获得积分10
32秒前
慈祥的魔镜完成签到 ,获得积分10
33秒前
flash发布了新的文献求助10
33秒前
哈哈哈完成签到 ,获得积分10
34秒前
34秒前
殷勤的小鸽子完成签到,获得积分10
36秒前
哈哈哈完成签到,获得积分10
36秒前
36秒前
jialin发布了新的文献求助10
36秒前
高分求助中
液晶指向矢仿真分析数据集 8888
Invited Discussant 63O and 64O 1000
Ideology and Meaning-Making under the Putin Regime 750
Thermal effects on behaviour of clay–structure interface under partial drainage 500
Petrology and Plate Tectonics 500
Writing Systems 500
A Handbook of User Experience Research & Design in Libraries 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 内科学 复合材料 催化作用 光电子学 物理化学 电极 细胞生物学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6895564
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8591423
关于积分的说明 18242911
捐赠科研通 6291241
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3060323
关于科研通互助平台的介绍 2078723
邀请新用户注册赠送积分活动 2038174