利用可再生能源发电将二氧化碳电化学还原成多碳产品,为能源和环境的可持续发展提供了一条有前景的途径。各种氧化物衍生的铜(OD-Cu)催化剂已被展示出来,但由于碳-碳键形成缓慢和CO中间物(*CO)覆盖率低,仍然需要高过电位来驱动C2+的生产。鉴于此,南开大学程方益、Meng Yu、Huan Wang等通过精心设计OD-Cu的形态来规避这一问题。
本文要点:
(1)计算研究提出了一种中空和分层的OD-Cu微结构,它可以产生核壳微环境,通过中间封闭和电场增强来抑制CO的演化和加速*CO的二聚,从而促进C2+的生成。
(2)在实验中,通过异种诱导的方法合成了所设计的纳米结构,然后进行电化学活化。原位光谱研究进一步阐述了*CO二聚体和设计架构之间的相关性。值得注意的是,分层的OD-Cu表现出对二氧化碳还原的形态依赖性,在相对于可逆氢电极的-0.55 V的相当正的电位下,C2+法拉达效率为75.6%。
Li, J., Xu, K., Liu, F., Li, Y., Hu, Y., Chen, X., Wang, H., Xu, W., Ni, Y., Ding, G., Zhao, T., Yu, M., Xie, W. and Cheng, F. (2023), Hollow Hierarchical Cu2O-Derived Electrocatalysts Steering CO2 Reduction to Multi-Carbon Chemicals at Low Overpotentials. Adv. Mater.. Accepted Author Manuscript 2301127.
DOI: 10.1002/adma.202301127
https://doi.org/10.1002/adma.202301127