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Electrocatalytic CO2 Reduction via a Permeable CNT Hollow-Fiber Electrode Incorporated with SnO2 Nanoparticles
ACS Sustainable Chemistry & Engineering ( IF 7.1 ) Pub Date : 2019-12-13 , DOI: 10.1021/acssuschemeng.9b05701 Mi-Young Lee 1 , Seungyeob Han 1 , Hyungseob Lim 2 , Youngkook Kwon 3 , Seoktae Kang 1
ACS Sustainable Chemistry & Engineering ( IF 7.1 ) Pub Date : 2019-12-13 , DOI: 10.1021/acssuschemeng.9b05701 Mi-Young Lee 1 , Seungyeob Han 1 , Hyungseob Lim 2 , Youngkook Kwon 3 , Seoktae Kang 1
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Herein, we introduce a permeable carbon nanotube hollow-fiber electrode incorporated with SnO2 nanoparticles (SnO2–CHE) and propose a new type of gas-phase operational mode. Highly efficient electrochemical syngas production from CO2 is made possible by switching the operating mode from liquid phase to gas phase. The operation of SnO2–CHE in the conventional liquid-phase mode yielded a H2/CO ratio higher than 4.59, and the maximum jCO was only 2.16 mA/cm2 at −0.88 V (vs RHE) due to the low solubility and limited mass transfer of CO2 in liquid electrolytes. On the other hand, SnO2–CHE operated under the newly designed gas-phase mode achieved a H2/CO ratio ranging from 1.22 to 4.11 with a maximum jCO of 7.42 mA/cm2 at −0.76 V (vs RHE), which is proper for direct post-conversion processes. Therefore, this work could offer a new avenue for electrochemical syngas production using a nonprecious metal-based hollow-fiber type electrode, which allows for a large electrode surface area and high CO2 availability in gas-phase operation.
中文翻译：
通过掺有SnO 2纳米颗粒的可渗透CNT中空纤维电极对CO 2的电催化还原
在本文中，我们介绍了一种掺有SnO 2纳米颗粒（SnO 2 -CHE）的可渗透碳纳米管中空纤维电极，并提出了一种新型的气相操作模式。通过将操作模式从液相切换为气相，可以从CO 2高效生产电化学合成气。在传统的液相模式下，SnO 2 -CHE的操作产生的H 2 / CO比高于4.59，并且由于溶解度低，在-0.88 V（vs RHE）时，最大j CO仅为2.16 mA / cm 2。并限制了液态电解质中CO 2的传质。另一方面，SnO 2–在新设计的气相模式下运行的CHE的H 2 / CO比在1.22至4.11之间，在-0.76 V（vs RHE）下的最大j CO为7.42 mA / cm 2，适用于直接后置转换过程。因此，这项工作可以为使用基于非贵金属的中空纤维型电极生产电化学合成气提供新的途径，这允许较大的电极表面积和气相操作中的高CO 2利用率。
更新日期：2019-12-17
中文翻译：
通过掺有SnO 2纳米颗粒的可渗透CNT中空纤维电极对CO 2的电催化还原
在本文中，我们介绍了一种掺有SnO 2纳米颗粒（SnO 2 -CHE）的可渗透碳纳米管中空纤维电极，并提出了一种新型的气相操作模式。通过将操作模式从液相切换为气相，可以从CO 2高效生产电化学合成气。在传统的液相模式下，SnO 2 -CHE的操作产生的H 2 / CO比高于4.59，并且由于溶解度低，在-0.88 V（vs RHE）时，最大j CO仅为2.16 mA / cm 2。并限制了液态电解质中CO 2的传质。另一方面，SnO 2–在新设计的气相模式下运行的CHE的H 2 / CO比在1.22至4.11之间，在-0.76 V（vs RHE）下的最大j CO为7.42 mA / cm 2，适用于直接后置转换过程。因此，这项工作可以为使用基于非贵金属的中空纤维型电极生产电化学合成气提供新的途径，这允许较大的电极表面积和气相操作中的高CO 2利用率。
京公网安备 11010802027423号