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
wh完成签到,获得积分10
刚刚
李健应助舒适的雪旋采纳,获得10
刚刚
刚刚
粗心的忆山完成签到,获得积分10
刚刚
长江发布了新的文献求助20
刚刚
Hyperion留下了新的社区评论
刚刚
研友_8Y26PL完成签到,获得积分10
刚刚
BMW完成签到,获得积分10
1秒前
mzj发布了新的文献求助30
1秒前
Dallas应助HHHHHH采纳,获得20
1秒前
1459完成签到,获得积分10
1秒前
珍珠奶茶完成签到,获得积分10
2秒前
储鹂莹发布了新的文献求助30
2秒前
香蕉觅云应助xiaobai采纳,获得10
2秒前
鳖鳖完成签到,获得积分10
3秒前
tang完成签到,获得积分10
3秒前
天天完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
Lancet完成签到,获得积分10
3秒前
999完成签到,获得积分10
3秒前
顾公子完成签到,获得积分10
4秒前
完美闭月完成签到,获得积分10
4秒前
纳米纤维素完成签到,获得积分10
4秒前
高贵的亦竹完成签到,获得积分20
4秒前
lx完成签到,获得积分10
4秒前
小怪完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
Hh完成签到,获得积分10
6秒前
郭YX关注了科研通微信公众号
6秒前
6秒前
小叶同学完成签到,获得积分10
7秒前
AAAA完成签到,获得积分10
7秒前
可知完成签到,获得积分10
7秒前
wy2完成签到,获得积分10
8秒前
大气藏今完成签到,获得积分10
8秒前
追寻又菱完成签到 ,获得积分10
8秒前
星星完成签到,获得积分10
8秒前
陈佳琦完成签到,获得积分20
8秒前
1900完成签到 ,获得积分10
8秒前
8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
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
CLSI VET01S-2024 Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacteria Isolated From Animals (7th Ed) 500
DIPPR Project 801 - Full Version 380
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7766181
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9310092
关于积分的说明 20315074
捐赠科研通 7351008
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3315033
关于科研通互助平台的介绍 2464576
邀请新用户注册赠送积分活动 2329603