当前位置:
X-MOL 学术
›
J. Am. Chem. Soc.
›
论文详情
Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your
feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
Stable and efficient single-atom Zn catalyst for CO2 reduction to CH4
Journal of the American Chemical Society ( IF 14.4 ) Pub Date : 2020-06-14 , DOI: 10.1021/jacs.9b12111 Lili Han 1, 2 , Shoujie Song 1 , Mingjie Liu 3 , Siyu Yao 4 , Zhixiu Liang 4 , Hao Cheng 2 , Zhouhong Ren 1 , Wei Liu 1 , Ruoqian Lin 4 , Gaocan Qi 5 , Xijun Liu 1 , Qin Wu 3 , Jun Luo 1 , Huolin L Xin 2
Journal of the American Chemical Society ( IF 14.4 ) Pub Date : 2020-06-14 , DOI: 10.1021/jacs.9b12111 Lili Han 1, 2 , Shoujie Song 1 , Mingjie Liu 3 , Siyu Yao 4 , Zhixiu Liang 4 , Hao Cheng 2 , Zhouhong Ren 1 , Wei Liu 1 , Ruoqian Lin 4 , Gaocan Qi 5 , Xijun Liu 1 , Qin Wu 3 , Jun Luo 1 , Huolin L Xin 2
Affiliation
The development of highly active and durable catalysts for electrochemical reduction of CO2 (ERC) to CH4 in aqueous media is an efficient and environmentally friendly solution to address global problems in energy and sustainability. Herein, an electrocatalyst consisting of single Zn atoms supported on microporous N-doped carbon is designed to enable multielectron transfer for catalyzing ERC to CH4 in 1 M KHCO3 solution. This catalyst exhibits a high Faradaic efficiency (FE) of 85%, a partial current density of -31.8 mA cm-2 at a potential of -1.8 V versus saturated calomel electrode, and a remarkable stability with neither an obvious current drop nor large FE fluctuation observed during a 35-h ERC, indicating a far superior performance than that of dominant Cu-based catalysts for ERC to CH4. Theoretical calculations reveal that single Zn atoms largely block CO generation and instead facilitate the production of CH4.
中文翻译:
用于将 CO2 还原为 CH4 的稳定高效的单原子 Zn 催化剂
开发用于在水性介质中将 CO2 (ERC) 电化学还原为 CH4 的高活性和耐用催化剂是解决全球能源和可持续性问题的有效且环保的解决方案。在此,由负载在微孔 N 掺杂碳上的单个 Zn 原子组成的电催化剂旨在实现多电子转移,以在 1 M KHCO3 溶液中催化 ERC 到 CH4。该催化剂具有 85% 的高法拉第效率 (FE),相对于饱和甘汞电极在 -1.8 V 电位下的分电流密度为 -31.8 mA cm-2,并且具有显着的稳定性,既没有明显的电流下降,也没有大的 FE在 35 小时 ERC 期间观察到的波动,表明 ERC 到 CH4 的性能远优于主要的铜基催化剂。
更新日期:2020-06-14
中文翻译:
用于将 CO2 还原为 CH4 的稳定高效的单原子 Zn 催化剂
开发用于在水性介质中将 CO2 (ERC) 电化学还原为 CH4 的高活性和耐用催化剂是解决全球能源和可持续性问题的有效且环保的解决方案。在此,由负载在微孔 N 掺杂碳上的单个 Zn 原子组成的电催化剂旨在实现多电子转移,以在 1 M KHCO3 溶液中催化 ERC 到 CH4。该催化剂具有 85% 的高法拉第效率 (FE),相对于饱和甘汞电极在 -1.8 V 电位下的分电流密度为 -31.8 mA cm-2,并且具有显着的稳定性,既没有明显的电流下降,也没有大的 FE在 35 小时 ERC 期间观察到的波动,表明 ERC 到 CH4 的性能远优于主要的铜基催化剂。