Planar chlorination engineering induced symmetry-broken single-atom site catalyst for enhanced CO2 electroreduction

催化作用 密度泛函理论 扩展X射线吸收精细结构 选择性 化学 活动站点 吸附 法拉第效率 材料科学 结晶学 物理化学 吸收光谱法 电极 计算化学 电化学 物理 有机化学 量子力学
作者
Shengjie Wei,Jiexin Zhu,Xingbao Chen,Rongyan Yang,Kevin Gu,Lei Li,Ching‐Yu Chiang,Liqiang Mai,Shenghua Chen
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:16 (1) 被引量:15
标识
DOI:10.1038/s41467-025-56271-5
摘要

Abstract Breaking the geometric symmetry of traditional metal-N 4 sites and further boosting catalytic activity are significant but challenging. Herein, planar chlorination engineering is proposed for successfully converting the traditional Zn-N 4 site with low activity and selectivity for CO 2 reduction reaction (CO 2 RR) into highly active Zn-N 3 site with broken symmetry. The optimal catalyst Zn-SA/CNCl-1000 displays a highest faradaic efficiency for CO (FE CO ) around 97 ± 3% and good stability during 50 h test at high current density of 200 mA/cm 2 in zero-gap membrane electrode assembly (MEA) electrolyzer, with promising application in industrial catalysis. At -0.93 V vs. RHE, the partial current density of CO ( J CO ) and the turnover frequency (TOF) value catalyzed by Zn-SA/CNCl-1000 are 271.7 ± 1.4 mA/cm 2 and 29325 ± 151 h -1 , as high as 29 times and 83 times those of Zn-SA/CN-1000 without planar chlorination engineering. The in-situ extended X-ray absorption fine structure (EXAFS) measurements and density functional theory (DFT) calculation reveal the adjacent C-Cl bond induces the self-reconstruction of Zn-N 4 site into the highly active Zn-N 3 sites with broken symmetry, strengthening the adsorption of * COOH intermediate, and thus remarkably improving CO 2 RR activity.
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
刚刚
高国豪完成签到 ,获得积分10
2秒前
纯真一刀完成签到 ,获得积分10
3秒前
Mr醉猫完成签到 ,获得积分10
4秒前
大力的灵雁应助神明采纳,获得30
5秒前
刻苦东蒽发布了新的文献求助30
6秒前
充电宝应助哎呀采纳,获得10
7秒前
layzlr完成签到,获得积分10
11秒前
李昕123发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
润柏海完成签到 ,获得积分10
15秒前
WWW=WWW发布了新的文献求助10
15秒前
慕青应助张泽宇采纳,获得10
20秒前
善学以致用应助17采纳,获得30
23秒前
现代苑博完成签到 ,获得积分10
25秒前
27秒前
科研通AI6.1应助甜美鱼采纳,获得10
28秒前
扶摇完成签到,获得积分10
29秒前
科研通AI6.2应助贪玩的秋寒采纳,获得100
29秒前
Bill完成签到,获得积分10
30秒前
我不吃番茄完成签到,获得积分10
31秒前
sheetung完成签到,获得积分10
31秒前
华仔应助小小鱼采纳,获得10
34秒前
彬不语发布了新的文献求助30
35秒前
35秒前
JW发布了新的文献求助10
36秒前
36秒前
RoeyShi发布了新的文献求助30
37秒前
38秒前
吕建安发布了新的文献求助10
39秒前
40秒前
40秒前
哎呀发布了新的文献求助10
41秒前
大力的灵雁应助YZ采纳,获得30
42秒前
852应助汐风采纳,获得10
42秒前
43秒前
44秒前
叶问完成签到,获得积分10
45秒前
48秒前
喳喳瑶发布了新的文献求助10
49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
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Various Faces of Animal Metaphor in English and Polish 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Adverse weather effects on bus ridership 500
Photodetectors: From Ultraviolet to Infrared 500
On the Dragon Seas, a sailor's adventures in the far east 500
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6350220
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8164877
关于积分的说明 17180902
捐赠科研通 5406418
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2862593
邀请新用户注册赠送积分活动 1840126
关于科研通互助平台的介绍 1689357