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
刚刚
拼搏愚志发布了新的文献求助10
1秒前
cy8971发布了新的文献求助10
2秒前
潇洒的惋清应助mayy0408采纳,获得30
3秒前
大熊发布了新的文献求助10
3秒前
懒洋洋完成签到,获得积分10
4秒前
小透明发布了新的文献求助30
4秒前
乐乐应助柚子采纳,获得10
4秒前
4秒前
4秒前
不安思柔发布了新的文献求助10
4秒前
高兴的高山完成签到,获得积分10
5秒前
7秒前
彭于晏应助Tito采纳,获得10
8秒前
8秒前
天天快乐应助Dd采纳,获得10
9秒前
关宏伟11发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
10秒前
11秒前
11秒前
小蘑菇应助柴柴采纳,获得10
11秒前
小二郎应助恩恩采纳,获得10
11秒前
心灵美的天蓝完成签到,获得积分10
11秒前
犹豫的南完成签到,获得积分10
11秒前
英俊的铭应助小桃的星星采纳,获得10
11秒前
Banson发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
12秒前
13秒前
zn完成签到 ,获得积分10
13秒前
14秒前
15秒前
合适忆枫完成签到 ,获得积分10
15秒前
16秒前
Yulin Yu发布了新的文献求助30
17秒前
18秒前
五花肉发布了新的文献求助20
18秒前
随风发布了新的文献求助10
18秒前
柚子发布了新的文献求助10
18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
Organic Chemistry, 5th Edition 1000
Handbook of Social Psychology and Consumer Behavior 900
Nondestructive Testing Handbook: Vol. 4, Thermal and Infrared Testing (IR), 4th ed 800
日本現代怪異事典 副読本 700
Handbook of Social Identity Research 600
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 590
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7374939
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8982639
关于积分的说明 19098853
捐赠科研通 7015931
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3225790
关于科研通互助平台的介绍 2389104
邀请新用户注册赠送积分活动 2206452