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Tailoring the *CO and *H Coverage for Selective CO2 Electroreduction to CH4 or C2H4
Small ( IF 13.0 ) Pub Date : 2023-11-22 , DOI: 10.1002/smll.202308004 Yangshen Chen 1 , Naixin Lyu 1 , Junbo Zhang 1 , Shuai Yan 1 , Chen Peng 1 , Chao Yang 1 , Ximeng Lv 1 , Cejun Hu 2 , Min Kuang 3 , Gengfeng Zheng 1
Small ( IF 13.0 ) Pub Date : 2023-11-22 , DOI: 10.1002/smll.202308004 Yangshen Chen 1 , Naixin Lyu 1 , Junbo Zhang 1 , Shuai Yan 1 , Chen Peng 1 , Chao Yang 1 , Ximeng Lv 1 , Cejun Hu 2 , Min Kuang 3 , Gengfeng Zheng 1
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In the electrochemical CO2 reduction reaction (CO2RR), the coverages of *CO and *H intermediates on a catalyst surface are critical for the selective generation of C1 or C2 products. In this work, we have synthesized several CuxZnyMnz ternary alloy electrocatalysts, including Cu8ZnMn, Cu8Zn6Mn, and Cu8ZnMn2, by varying the doping compositions of Zn and Mn, which are efficient in binding *CO and *H adsorbates in the CO2 electroreduction process, respectively. The increase of *H coverage allows to promotion of the CH4 and H2 formation, while the increase of the *CO coverage facilitates the production of C2H4 and CO. As a result, the Cu8ZnMn catalyst presented a high CO2-to-CH4 partial current density (−418 ± 22 mA cm−2) with a Faradaic efficiency of 55 ± 2.8%, while the Cu8Zn6Mn catalyst exhibited a CO2-to-C2H4 partial current density (−440 ± 41 mA cm−2) with a Faradaic efficiency of 58 ± 4.5%. The study suggests a useful strategy for rational design and fabrication of Cu electrocatalysts with different doping for tailoring the reduction products.
中文翻译：
定制 *CO 和 *H 覆盖范围以选择性 CO2 电还原为 CH4 或 C2H4
在电化学CO 2还原反应(CO 2 RR)中， * CO和* H中间体在催化剂表面的覆盖对于选择性生成C 1或C 2产物至关重要。在这项工作中，我们通过改变Zn和Mn的掺杂组成，合成了几种Cu x Zn y Mn z三元合金电催化剂，包括Cu 8 ZnMn、Cu 8 Zn 6 Mn和Cu 8 ZnMn 2 ，它们能够有效地结合* CO和* H分别在CO 2电还原过程中吸附。 * H覆盖率的增加可以促进CH 4和H 2的形成，而* CO覆盖率的增加有利于C 2 H 4和CO的产生。因此，Cu 8 ZnMn催化剂表现出较高的CO催化活性。 2 -to-CH 4部分电流密度（−418 ± 22 mA cm -2 ），法拉第效率为 55 ± 2.8%，而 Cu 8 Zn 6 Mn 催化剂表现出 CO 2 -to-C 2 H 4部分电流密度（−440 ± 41 mA cm −2 ），法拉第效率为 58 ± 4.5%。该研究提出了合理设计和制造具有不同掺杂的铜电催化剂以定制还原产物的有用策略。
更新日期：2023-11-22
中文翻译：
定制 *CO 和 *H 覆盖范围以选择性 CO2 电还原为 CH4 或 C2H4
在电化学CO 2还原反应(CO 2 RR)中， * CO和* H中间体在催化剂表面的覆盖对于选择性生成C 1或C 2产物至关重要。在这项工作中，我们通过改变Zn和Mn的掺杂组成，合成了几种Cu x Zn y Mn z三元合金电催化剂，包括Cu 8 ZnMn、Cu 8 Zn 6 Mn和Cu 8 ZnMn 2 ，它们能够有效地结合* CO和* H分别在CO 2电还原过程中吸附。 * H覆盖率的增加可以促进CH 4和H 2的形成，而* CO覆盖率的增加有利于C 2 H 4和CO的产生。因此，Cu 8 ZnMn催化剂表现出较高的CO催化活性。 2 -to-CH 4部分电流密度（−418 ± 22 mA cm -2 ），法拉第效率为 55 ± 2.8%，而 Cu 8 Zn 6 Mn 催化剂表现出 CO 2 -to-C 2 H 4部分电流密度（−440 ± 41 mA cm −2 ），法拉第效率为 58 ± 4.5%。该研究提出了合理设计和制造具有不同掺杂的铜电催化剂以定制还原产物的有用策略。
京公网安备 11010802027423号