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
1秒前
动听无声发布了新的文献求助100
1秒前
1秒前
1秒前
2秒前
liu发布了新的文献求助20
2秒前
3秒前
糕糕发布了新的文献求助10
4秒前
陶醉延恶完成签到,获得积分10
4秒前
火星上誉发布了新的文献求助10
4秒前
研友_VZG7GZ应助上善若水采纳,获得10
4秒前
5秒前
情怀应助凶狠的寒梅采纳,获得10
5秒前
曹毅凯完成签到,获得积分10
5秒前
糟老头发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
笑点低的咖啡豆完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
6秒前
刘哔完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
完美世界应助科研通管家采纳,获得30
7秒前
7秒前
wy.he应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
852应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
Lucas应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
8秒前
8秒前
研友_VZG7GZ应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
思源应助风11采纳,获得10
8秒前
Whhh发布了新的文献求助10
8秒前
Jasper应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
思源应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
wanci应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
枫糖吐司应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
8秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
wy.he应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
9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
Applied Min-Max Approach to Missile Guidance and Control 3000
Inorganic Chemistry Eighth Edition 1200
Free parameter models in liquid scintillation counting 1000
Standards for Molecular Testing for Red Cell, Platelet, and Neutrophil Antigens, 7th edition 1000
The Organic Chemistry of Biological Pathways Second Edition 800
The Psychological Quest for Meaning 800
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 6317756
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8133944
关于积分的说明 17050590
捐赠科研通 5372747
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2852137
邀请新用户注册赠送积分活动 1830016
关于科研通互助平台的介绍 1681589