Cu-Zn-based alloy/oxide interfaces for enhanced electroreduction of CO2 to C2+ products

合金 铝酸盐 电化学 氧化物 催化作用 无机化学 氢氧化物 材料科学 化学工程 吸附 法拉第效率 拉曼光谱 冶金 化学 电极 物理化学 工程类 水泥 物理 光学 生物化学
作者
Ziyang Zhang,Hao Tian,Lei Bian,Shi-Ze Liu,Yuan Liu,Zhongli Wang
出处
期刊:Journal of Energy Chemistry [Elsevier BV]
卷期号:83: 90-97 被引量:199
标识
DOI:10.1016/j.jechem.2023.04.034
摘要

The electrochemical CO2 reduction reaction to produce multi-carbon (C2+) hydrocarbons or oxygenate compounds is a promising route to obtain a renewable fuel of high energy density. However, producing C2+ at high current densities is still a challenge. Herein, we develop a Cu-Zn alloy/Cu-Zn aluminate oxide composite electrocatalytic system for enhanced conversion of CO2 to C2+ products. The Cu-Zn-Al-Layered Double Hydroxide (LDH) is used as a precursor to decompose into uniform Cu-Zn oxide/Cu-Zn aluminate pre-catalyst. Under electrochemical reduction, Cu-Zn oxide generates Cu-Zn alloy while Cu-Zn aluminate oxide remains unchanged. The alloy and oxide are closely stacked and arranged alternately, and the aluminate oxide induces the strong electron interaction of Cu, Zn and Al, creating a large number of highly active reaction interfaces composed of 0 to +3 valence metal sites. With the help of the interface effect, the optimized Cu9Zn1/Cu0.8Zn0.2Al2O4 catalyst achieves a Faradaic efficiency of 88.5% for C2+ products at a current density of 400 mA cm−2 at −1.15 V versus reversible hydrogen electrode. The in-situ Raman and attenuate total reflectance-infrared absorption spectroscopy (ATR-IRAS) spectra show that the aluminate oxide at the interface significantly enhances the adsorption and activation of CO2 and the dissociation of H2O and strengthens the adsorption of CO intermediates, and the alloy promotes the C–C coupling to produce C2+ products. This work provides an efficient strategy to construct highly active reaction interfaces for industrial-scale electrochemical CO2RR.
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
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
XCai完成签到,获得积分10
5秒前
Boring完成签到,获得积分10
6秒前
新帅完成签到,获得积分10
9秒前
莱特沐恩完成签到 ,获得积分10
9秒前
Keyuuu30完成签到,获得积分0
9秒前
米线儿完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
科研王子完成签到 ,获得积分10
16秒前
hahaha完成签到 ,获得积分10
16秒前
16秒前
ines完成签到 ,获得积分10
18秒前
木香完成签到,获得积分10
18秒前
ljhwahaha完成签到,获得积分10
20秒前
眯眯眼的黎昕完成签到 ,获得积分10
25秒前
31秒前
zk092988完成签到,获得积分10
31秒前
奋斗的妙海完成签到 ,获得积分0
32秒前
单纯乘风完成签到,获得积分10
33秒前
GTR的我完成签到 ,获得积分10
33秒前
走过的风发布了新的文献求助10
33秒前
hkkogcu7449oi完成签到,获得积分10
34秒前
贝贝完成签到 ,获得积分10
34秒前
fqlpeter完成签到,获得积分10
35秒前
丨墨月丨完成签到,获得积分10
36秒前
36秒前
xyzlancet完成签到,获得积分10
36秒前
粗犷的月饼完成签到 ,获得积分10
37秒前
乐乐完成签到 ,获得积分10
37秒前
simongao完成签到 ,获得积分10
37秒前
淡淡从安完成签到,获得积分10
40秒前
const完成签到,获得积分10
40秒前
lym完成签到,获得积分10
41秒前
家的方向完成签到,获得积分10
41秒前
独步天下完成签到,获得积分10
42秒前
xiaopang完成签到,获得积分10
43秒前
adrianwu完成签到 ,获得积分10
44秒前
开心果大王完成签到,获得积分10
47秒前
betty完成签到 ,获得积分10
48秒前
Jasonkun完成签到,获得积分10
48秒前
keeptg完成签到,获得积分10
48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
Cronologia da história de Macau 5000
Petrology and Plate Tectonics 800
Electrode Potentials 550
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Trees of tropical Asia : an illustrated guide to diversity 500
Materials Informatics Molecules, Crystals and Beyond A volume in Acta Materialia Book Series 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 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 7043474
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8710108
关于积分的说明 18444914
捐赠科研通 6555438
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3117556
关于科研通互助平台的介绍 2202106
邀请新用户注册赠送积分活动 2092974