当前位置：
X-MOL 学术
›
Small Methods
›
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.)
Efficient CO2 Electroreduction to Ethanol by Cu3Sn Catalyst
Small Methods ( IF 10.7 ) Pub Date : 2021-12-10 , DOI: 10.1002/smtd.202101334 Longmei Shang 1 , Ximeng Lv 1 , Lixiang Zhong 2 , Shuzhou Li 2 , Gengfeng Zheng 1
Small Methods ( IF 10.7 ) Pub Date : 2021-12-10 , DOI: 10.1002/smtd.202101334 Longmei Shang 1 , Ximeng Lv 1 , Lixiang Zhong 2 , Shuzhou Li 2 , Gengfeng Zheng 1
Affiliation
|
Electrochemical carbon dioxide reduction to ethanol suggests a potential strategy to reduce the CO2 level and generate valuable liquid fuels, while the development of low-cost catalysts with high activity and selectivity remains a major challenge. In this work, a bimetallic, low-entropy state Cu3Sn catalyst featuring efficient electrocatalytic CO2 reduction to ethanol is developed. This low-entropy state Cu3Sn catalyst allows a high Faradaic efficiency of 64% for ethanol production, distinctively from the high-entropy state Cu6Sn5 catalyst with the main selectivity toward producing formate. At an industry-level current density of −900 mA cm−2, the Cu3Sn catalyst exhibited excellent stability for over 48 h in a membrane-electrode based electrolyzer. Theoretical calculations indicate that the high ethanol selectivity on Cu3Sn is attributed to its enhanced adsorption of several key intermediates in the ethanol production pathway. Moreover, the life-cycle assessment reveals that using the Cu3Sn electrocatalyst, an electrochemical CO2-to-ethanol electrolysis system powered by wind electricity can lead to a global warming potential of 120 kgCO2-eq for producing 1 ton of ethanol, corresponding to a 55% reduction of carbon emissions compared to the conventional bio-ethanol process.
中文翻译：
使用 Cu3Sn 催化剂将 CO2 高效电还原为乙醇
将二氧化碳电化学还原为乙醇提出了一种降低 CO 2水平并产生有价值的液体燃料的潜在策略，而开发具有高活性和选择性的低成本催化剂仍然是一项重大挑战。在这项工作中，开发了一种具有高效电催化 CO 2 还原为乙醇的双金属、低熵态 Cu 3 Sn 催化剂。这种低熵态 Cu 3 Sn 催化剂可实现 64% 的高法拉第效率用于乙醇生产，这 与主要选择性生产甲酸盐的高熵态 Cu 6 Sn 5催化剂不同。在 -900 mA cm -2的工业级电流密度下，Cu3 Sn 催化剂在基于膜电极的电解槽中表现出优异的稳定性超过 48 小时。理论计算表明，Cu 3 Sn 对乙醇的高选择性归因于其增强了乙醇生产途径中几种关键中间体的吸附。此外，生命周期评估表明，使用 Cu 3 Sn 电催化剂，由风电驱动的电化学 CO 2制乙醇电解系统可导致生产 1 吨乙醇产生120 kg CO2-eq的全球变暖潜能值，与传统的生物乙醇工艺相比，相当于减少了 55% 的碳排放。
更新日期：2021-12-10
中文翻译：
使用 Cu3Sn 催化剂将 CO2 高效电还原为乙醇
将二氧化碳电化学还原为乙醇提出了一种降低 CO 2水平并产生有价值的液体燃料的潜在策略，而开发具有高活性和选择性的低成本催化剂仍然是一项重大挑战。在这项工作中，开发了一种具有高效电催化 CO 2 还原为乙醇的双金属、低熵态 Cu 3 Sn 催化剂。这种低熵态 Cu 3 Sn 催化剂可实现 64% 的高法拉第效率用于乙醇生产，这 与主要选择性生产甲酸盐的高熵态 Cu 6 Sn 5催化剂不同。在 -900 mA cm -2的工业级电流密度下，Cu3 Sn 催化剂在基于膜电极的电解槽中表现出优异的稳定性超过 48 小时。理论计算表明，Cu 3 Sn 对乙醇的高选择性归因于其增强了乙醇生产途径中几种关键中间体的吸附。此外，生命周期评估表明，使用 Cu 3 Sn 电催化剂，由风电驱动的电化学 CO 2制乙醇电解系统可导致生产 1 吨乙醇产生120 kg CO2-eq的全球变暖潜能值，与传统的生物乙醇工艺相比，相当于减少了 55% 的碳排放。
京公网安备 11010802027423号