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
Zi-Yang 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:215
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
i3utter完成签到,获得积分10
刚刚
lz叫刘洋完成签到,获得积分10
刚刚
科研通AI6.4的应助被无情紫青采纳,获得30
刚刚
HSTrigger完成签到,获得积分10
刚刚
TangDing完成签到 ,获得积分10
刚刚
董H完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
桐桐的应助被xdf采纳,获得10
1秒前
小跑阿甘完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
zx完成签到 ,获得积分10
1秒前
Fortitude完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
111完成签到 ,获得积分10
1秒前
RU发布了新的文献求助10
1秒前
Lynn完成签到,获得积分20
2秒前
yyy完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
阿钦完成签到,获得积分10
3秒前
里奥完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
科研通AI6.4的应助被33采纳,获得30
4秒前
Ricardo完成签到,获得积分10
4秒前
萨满汪汪完成签到,获得积分10
4秒前
innermost发布了新的文献求助10
4秒前
LuoJiajun完成签到,获得积分10
4秒前
大部晴朗完成签到 ,获得积分10
4秒前
33完成签到 ,获得积分10
5秒前
如意的玉米完成签到,获得积分10
5秒前
科研通AI6.4的应助被小天采纳,获得10
5秒前
DDYYFF完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
大树努力要毕业完成签到,获得积分10
5秒前
待会吃什么完成签到,获得积分10
6秒前
扶光完成签到,获得积分10
6秒前
easynature发布了新的文献求助10
6秒前
半夏黄良发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
pokki完成签到,获得积分10
6秒前
跳跃的奎发布了新的文献求助10
6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
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Oncology Clinical Trials: Successful Design, Conduct, and Analysis, Second Edition 800
Sustainable Engineered Micro/Nanofibers and Hybrid Nanocomposites for Environmental Remediation 400
Ecotourism 400
Liquidus diagram and viscosity estimation in pseudo-binary system Li2B6O10–LiF 300
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 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8076469
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9494480
关于积分的说明 21380835
捐赠科研通 7644524
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3400092
关于科研通互助平台的介绍 2529863
邀请新用户注册赠送积分活动 2438776