view in publisher's site

Metal–Organic-Frameworks-Derived Cu/Cu2O Catalyst with Ultrahigh Current Density for Continuous-Flow CO2 Electroreduction

The electrochemical reduction of carbon dioxide (ECR-CO2) to produce low-carbon fuels and high-value industrial chemicals has been proven to be a viable solution to energy sustainability. However, the energy efficiency of electrocatalytic CO2 reduction is seriously limited by both poor electrocatalyst with insufficient activity, selectivity, and stability and ineffective electrochemical reactors. In this work, the electroreduction of CO2 to CO is highly improved by the design of copper–metal–organic-frameworks-derived nanoparticle (Cu–MOF/NP) catalysts, in which Cu/Cu2O particles form a porous octahedral structure containing tunable Cu0 and Cu+ catalytic active sites. The ECR-CO2 can be realized with a high current density of 25.15 mA cm–2 at a very low applied potential of mere 0.79 VRHE even in an H-type cell, owing to the high-surface-area porous structure with optimal surface chemistry of exposed Cu cations. Notably, a new flow electrochemical reactor integrated with a membrane electrode assembly (MEA) is designed to not only largely reduce the applied potential (∼200 mV) but also prompt the sensitivity of the reactor for identifying and quantifying reaction products. Accordingly, the Cu–MOF/NP catalyst enables an ultrahigh current density beyond 230 mA cm–2 at a low applied potential of −0.86 VRHE in the flow MEA reactor and the ethanol product (often undetectable in the traditional H-type cell) to be harvested.

Metal - Organic مشتق‌شده از مس - / Cu۲O Catalyst با چگالی جریان Ultrahigh برای پخش پیوسته CO۲.

ثابت شده‌است که کاهش الکتروشیمیایی کربن دی‌اکسید (ECR - CO۲)برای تولید سوخت‌های با کربن پایین و مواد شیمیایی صنعتی با ارزش بالا، راه‌حل مناسبی برای پایداری انرژی است. با این حال، بهره‌وری انرژی کاهش CO۲ به طور جدی توسط هر دو electrocatalyst ضعیف با فعالیت ناکافی، گزینش پذیری، و پایداری و راکتورهای الکترو شیمیایی بی‌اثر، محدود شده‌است. در این کار، the CO۲ به CO با طراحی کاتالیست های فلزی - فلز مشتق‌شده از فلز - فلز مشتق‌شده (Cu - MOF / NP)به شدت بهبود یافته‌است که در آن ذرات Cu / Cu۲O یک ساختار octahedral porous حاوی Cu۰ قابل تنظیم و جایگاه‌های فعال کاتالیزور تشکیل می‌دهند. CO۲ - CO۲ را می توان با چگالی جریان بالا ۲۵.۱۵ mA / ۲ در یک پتانسیل بسیار پایین به کار برد، حتی در یک سلول با نوع H، با توجه به ساختار متخلخل مساحت سطح بالا با شیمی سطح بهینه of exposed. قابل‌ذکر است که یک رآکتور الکتروشیمیایی جریان جدید با یک مونتاژ الکترود غشا (MEA)به گونه‌ای طراحی شده‌است که نه تنها پتانسیل اعمال‌شده (۲۰۰ mv)را کاهش می‌دهد، بلکه حساسیت رآکتور را برای تشخیص و کمی کردن محصولات واکنش سریع، سریع می‌سازد. بر این اساس، the Cu / NP - NP چگالی جریان ultrahigh را بالاتر از ۲۳۰ mA - ۲ با پتانسیل کاربردی کم of VRHE در رآکتور MEA جریان و محصول اتانول (اغلب غیرقابل‌تشخیص در سلول سنتی H - نوع)فراهم می‌کند تا برداشت شود.

ترجمه شده با

Download PDF سفارش ترجمه این مقاله این مقاله را خودتان با کمک ترجمه کنید
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.