Highly Stable and Efficient Catalyst with In Situ Exsolved Fe–Ni Alloy Nanospheres Socketed on an Oxygen Deficient Perovskite for Direct CO<sub>2</sub> Electrolysis
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Notice bibliographique
Résumé
The massive emission of carbon dioxide (CO 2 ), the major portion of greenhouse gases, has negatively affected our ecosystem. Developing new technologies to effectively reduce CO 2 emission or convert CO 2 to useful products has never been more imperative. In response to this challenge, we herein developed novel in situ exsolved Fe–Ni alloy nanospheres uniformly socketed on an oxygen-deficient perovskite [La(Sr)Fe(Ni)] as a highly stable and efficient catalyst for the effective conversion of CO 2 to carbon monoxide (CO) in a high-temperature solid oxide electrolysis cell (HT-SOEC). The symmetry between the reduction and reoxidation cycles of this catalyst indicates its good redox reversibility. The cathodic reaction kinetics for CO 2 electrolysis is significantly improved with a polarization resistance as low as 0.272 Ω cm 2 . In addition, a remarkably enhanced current density of 1.78 A cm –2, along with a high Faraday efficiency (∼98.8%), was achieved at 1.6 V and 850 °C. Moreover, the potentiostatic stability test of up to 100 h showed that the cell was stable without any noticeable coking in a CO 2 /CO (70:30) flow at an applied potential of 0.6 V (vs OCV) and 850 °C. The increased oxygen vacancies together with the in situ exsolved nanospheres on the perovskite backbone ensures sufficiently active sites and consequently improves the electrochemical performance for the efficient CO 2 conversion. Therefore, this newly developed perovskite can be a promising cathode material for HT-SOEC. More generally, this study points to a new direction to develop highly efficient catalysts in the form of the perovskite oxides with perfectly in situ exsolved metal/bimetal nanospheres.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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