A hierarchical Single-Atom Ni-N3-C catalyst for electrochemical CO2 reduction to CO with Near-Unity faradaic efficiency in a broad potential range

催化作用 还原(数学) 法拉第效率 电化学 Atom(片上系统) 航程(航空) 化学工程 材料科学 化学 物理化学 电极 有机化学 工程类 数学 几何学 复合材料 嵌入式系统
作者
Wei Hua,Hao Sun,Ling Lin,Qiaoqiao Mu,Baiyu Yang,Yanhui Su,Huirong Wu,Fenglei Lyu,Jun Zhong,Zhao Deng,Yang Peng
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:446: 137296-137296 被引量:48
标识
DOI:10.1016/j.cej.2022.137296
摘要

Single-atom Ni-N 3 -C catalyst is mass-produced through a facile template method exploiting the natural guar gum, affording a near-unity CO selectivity in a wide potential range. Prolonged stable CO production is demonstrated with a membrane electrode assembly with an extraordinary energy efficiency of 41.0%. • Single-atom Ni-N 3 -C catalyst (Ni-N/PC) is mass-produced by using natural guar gum; • Ni-N 3 -C stabilizes *COOH through stronger Ni-C bond and affords low overpotential. • Prolonged stable CO production is demonstrated in a membrane electrode assembly. Single atom catalysts have been shown highly efficient in catalyzing electrochemical CO 2 reduction, but their large-scale synthesis and stable operation under high current densities are still rare. Herein a simple but robust template method was developed for gram-scale synthesis of single-atom Ni-N-C catalysts, exploiting the natural abundant and low-cost guar gum. Benefiting from its under-coordinated Ni-N 3 configuration to afford high catalytic activity and hierarchical porosity to promote mass/charge transfer, the as-fabricated Ni-N/PC catalyst achieved a low overpotential of 290 mV at 100 mA cm −2 , a near-unity faradaic efficiency in a wide potential range from −0.3 V to −0.8 V, as well as a stable operation for >70 h in a membrane electrode assembly with an extraordinary total energy efficiency of 41.0%. By mass-producing a highly potent single-atom electrocatalyst and demonstrating its stable operation in industrial-relevant conditions, this study paves the way for fulfilling the carbon neutral goal through the carbon-negative CO 2 RR process.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
乐乐应助卞卞采纳,获得10
刚刚
吃的饱饱呀完成签到 ,获得积分10
1秒前
Jasper应助a1313采纳,获得10
1秒前
chee关注了科研通微信公众号
2秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
2秒前
bkagyin应助Zoe采纳,获得10
3秒前
华东小可爱完成签到,获得积分10
3秒前
steven完成签到 ,获得积分10
4秒前
zoe完成签到 ,获得积分10
5秒前
独特的凝云完成签到 ,获得积分10
7秒前
Daisypharma完成签到,获得积分10
8秒前
木木林子完成签到,获得积分10
8秒前
喜东东完成签到,获得积分10
9秒前
香菜大王完成签到 ,获得积分10
10秒前
Jeremy637完成签到 ,获得积分10
11秒前
无辜凝天完成签到,获得积分10
11秒前
亚高山暗针叶林完成签到 ,获得积分10
11秒前
顾矜应助卞卞采纳,获得10
12秒前
12秒前
12秒前
看文献完成签到,获得积分0
13秒前
a1313发布了新的文献求助10
15秒前
乾坤侠客LW完成签到,获得积分10
16秒前
Airport完成签到 ,获得积分10
17秒前
jiaaniu完成签到 ,获得积分10
17秒前
满唐完成签到 ,获得积分10
18秒前
清圆527完成签到,获得积分10
19秒前
善学以致用应助哇哇哇哇采纳,获得10
20秒前
务实雁梅完成签到,获得积分10
23秒前
争气完成签到 ,获得积分10
23秒前
大雪完成签到 ,获得积分10
25秒前
阿宝完成签到,获得积分10
26秒前
123完成签到 ,获得积分10
26秒前
32429606完成签到 ,获得积分10
26秒前
四叶草完成签到 ,获得积分10
26秒前
骑着蜗牛追导弹完成签到 ,获得积分10
28秒前
30秒前
斯文败类应助hehe采纳,获得10
30秒前
新洸完成签到 ,获得积分10
33秒前
Mr.Left完成签到,获得积分10
34秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
Social Research Methods (4th Edition) by Maggie Walter (2019) 2390
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
北师大毕业论文 基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 390
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 360
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4008786
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3548464
关于积分的说明 11298867
捐赠科研通 3283080
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1810290
邀请新用户注册赠送积分活动 886000
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 811220