Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your
feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
Scalable Edge-Oriented Metallic Two-Dimensional Layered Cu2Te Arrays for Electrocatalytic CO2 Methanation
ACS Nano ( IF 15.8 ) Pub Date : 2023-02-13 , DOI: 10.1021/acsnano.2c11227 Hongqin Wang 1 , Guangming Zhan 2 , Cun Tang 1 , Di Yang 1 , Weitao Liu 1 , Dongyang Wang 1 , Yunrou Wu 1 , Huan Wang 3 , Kaihui Liu 4 , Jie Li 1 , Mingju Huang 1 , Ke Chen 1
ACS Nano ( IF 15.8 ) Pub Date : 2023-02-13 , DOI: 10.1021/acsnano.2c11227 Hongqin Wang 1 , Guangming Zhan 2 , Cun Tang 1 , Di Yang 1 , Weitao Liu 1 , Dongyang Wang 1 , Yunrou Wu 1 , Huan Wang 3 , Kaihui Liu 4 , Jie Li 1 , Mingju Huang 1 , Ke Chen 1
Affiliation
|
Copper-based nanomaterials are compelling for high-efficient, low-cost electrocatalytic CO2 reduction reaction (CO2RR) due to their exotic electronic and structural properties. However, controllable preparation of copper-based two-dimensional (2D) materials with abundant catalytically active sites, that guarantee high CO2RR performance, remains challenging, especially on a large scale. Here, an in situ vertical growth of scalable metallic 2D Cu2Te nanosheet arrays on commercial copper foils is demonstrated for efficient CO2-to-CH4 electrocatalysis. The edge-oriented growth of Cu2Te nanosheets with tunable sizes and thicknesses is facilely attained by a two-step process of chemical etching and chemical vapor deposition. These active sites abounding on highly exposed edges of Cu2Te nanosheets greatly promote the electroreduction of CO2 into CH4 at a potential as low as −0.4 V (versus the reversible hydrogen electrode), while suppressing hydrogen evolution reaction. When a flow cell is employed to accelerate the mass transfer, the faradaic efficiency reaches ∼63% at an applied current density of 300 mA cm–2. These findings will provide great possibilities for developing scalable, energy-efficient Cu-based CO2RR electrocatalysts.
中文翻译：
用于电催化 CO2 甲烷化的可扩展边缘定向金属二维层状 Cu2Te 阵列
铜基纳米材料由于其奇特的电子和结构特性，在高效、低成本的电催化 CO 2还原反应 (CO 2 RR) 方面备受关注。然而，可控制备具有丰富催化活性位点以保证高 CO 2 RR 性能的铜基二维 (2D) 材料仍然具有挑战性，尤其是在大范围内。在这里，可扩展的金属二维 Cu 2 Te 纳米片阵列在商业铜箔上的原位垂直生长证明了高效的 CO 2 -to-CH 4电催化。Cu 2的边向生长通过化学蚀刻和化学气相沉积的两步过程可以轻松获得尺寸和厚度可调的纳米片。这些活性位点大量存在于 Cu 2 Te 纳米片高度暴露的边缘，极大地促进了 CO 2在低至 -0.4 V（相对于可逆氢电极）的电势下电还原为CH 4 ，同时抑制了析氢反应。当使用流通池加速传质时，法拉第效率在 300 mA cm –2的外加电流密度下达到 ~63% 。这些发现将为开发可扩展、节能的铜基 CO 2 RR 电催化剂提供巨大的可能性。
更新日期：2023-02-13
中文翻译：
用于电催化 CO2 甲烷化的可扩展边缘定向金属二维层状 Cu2Te 阵列
铜基纳米材料由于其奇特的电子和结构特性，在高效、低成本的电催化 CO 2还原反应 (CO 2 RR) 方面备受关注。然而，可控制备具有丰富催化活性位点以保证高 CO 2 RR 性能的铜基二维 (2D) 材料仍然具有挑战性，尤其是在大范围内。在这里，可扩展的金属二维 Cu 2 Te 纳米片阵列在商业铜箔上的原位垂直生长证明了高效的 CO 2 -to-CH 4电催化。Cu 2的边向生长通过化学蚀刻和化学气相沉积的两步过程可以轻松获得尺寸和厚度可调的纳米片。这些活性位点大量存在于 Cu 2 Te 纳米片高度暴露的边缘，极大地促进了 CO 2在低至 -0.4 V（相对于可逆氢电极）的电势下电还原为CH 4 ，同时抑制了析氢反应。当使用流通池加速传质时，法拉第效率在 300 mA cm –2的外加电流密度下达到 ~63% 。这些发现将为开发可扩展、节能的铜基 CO 2 RR 电催化剂提供巨大的可能性。
京公网安备 11010802027423号