Tunable green syngas generation from CO 2 and H 2 O with sunlight as the only energy input

合成气 分解水 碳纤维 催化作用 材料科学 太阳能 化学计量学 氧气 光化学 化学 光催化 物理化学 有机化学 生态学 复合数 复合材料 生物
作者
Roksana Tonny Rashid,Yiqing Chen,Xuedong Liu,Faqrul A. Chowdhury,Mingxin Liu,Jun Song,Zetian Mi,Baowen Zhou
出处
期刊:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America [National Academy of Sciences]
卷期号:119 (26) 被引量:14
标识
DOI:10.1073/pnas.2121174119
摘要

The carbon-neutral synthesis of syngas from CO 2 and H 2 O powered by solar energy holds grand promise for solving critical issues such as global warming and the energy crisis. Here we report photochemical reduction of CO 2 with H 2 O into syngas using core/shell Au@Cr 2 O 3 dual cocatalyst–decorated multistacked InGaN/GaN nanowires (NWs) with sunlight as the only energy input. First-principle density functional theory calculations revealed that Au and Cr 2 O 3 are synergetic in deforming the linear CO 2 molecule to a bent state with an O-C-O angle of 116.5°, thus significantly reducing the energy barrier of CO 2 RR compared with that over a single component of Au or Cr 2 O 3 . Hydrogen evolution reaction was promoted by the same cocatalyst simultaneously. By combining the cooperative catalytic properties of Au@Cr 2 O 3 with the distinguished optoelectronic virtues of the multistacked InGaN NW semiconductor, the developed photocatalyst demonstrated high syngas activity of 1.08 mol/g cat /h with widely tunable H 2 /CO ratios between 1.6 and 9.2 under concentrated solar light illumination. Nearly stoichiometric oxygen was evolved from water splitting at a rate of 0.57 mol/g cat /h, and isotopic testing confirmed that syngas originated from CO 2 RR. The solar-to-syngas energy efficiency approached 0.89% during overall CO 2 reduction coupled with water splitting. The work paves a way for carbon-neutral synthesis of syngas with the sole inputs of CO 2 , H 2 O, and solar light.

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
机灵的幻灵完成签到 ,获得积分10
3秒前
ZZzz完成签到 ,获得积分10
11秒前
小月顺利毕业版完成签到,获得积分10
13秒前
木木很累完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
大黑完成签到,获得积分10
15秒前
dzy完成签到,获得积分10
17秒前
jojo完成签到 ,获得积分10
24秒前
求是鹰完成签到,获得积分10
26秒前
ambrose37完成签到 ,获得积分10
28秒前
小狮子完成签到 ,获得积分10
28秒前
舒适的如花完成签到 ,获得积分10
36秒前
wuqs完成签到,获得积分10
48秒前
花花2024完成签到 ,获得积分10
50秒前
feier完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
慕青应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
1分钟前
dayday完成签到,获得积分10
1分钟前
zj完成签到 ,获得积分10
1分钟前
ncsxcb完成签到,获得积分10
1分钟前
开心忆秋完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
Panini完成签到 ,获得积分10
1分钟前
heija完成签到,获得积分10
1分钟前
lyra1111完成签到,获得积分10
1分钟前
有人应助ncsxcb采纳,获得10
1分钟前
hihi完成签到,获得积分10
1分钟前
墨林云海完成签到,获得积分10
1分钟前
张平一完成签到 ,获得积分10
1分钟前
ncsxcb给ncsxcb的求助进行了留言
1分钟前
儒雅的蜜粉完成签到,获得积分10
1分钟前
苏牧完成签到 ,获得积分10
2分钟前
黑大侠完成签到 ,获得积分0
2分钟前
打打应助雪山飞龙采纳,获得10
2分钟前
wangyue1230完成签到,获得积分10
2分钟前
李满际完成签到 ,获得积分10
2分钟前
希希完成签到 ,获得积分10
2分钟前
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
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Malcolm Fraser : a biography 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
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 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6515690
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8308720
关于积分的说明 17757496
捐赠科研通 5617624
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2925117
邀请新用户注册赠送积分活动 1902093
关于科研通互助平台的介绍 1763452