Free-Standing Single-Atom Catalyst-Based Electrodes for CO2 Reduction
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Electrochemical CO 2 reduction technology could solve the CO 2 -induced climate warming by electrochemically converting atmospheric CO 2 back into fuel, essentially recycling it and building a low carbon emission economy. However, the electrochemical CO 2 reduction reaction (CO 2 RR) poses a significant challenge due to the highly stable and linear CO 2 molecules, in addition to a proton-coupled multi-electron transfer process. Thus, highly active catalysts, placed on activity bolstering materials, and permeable electrodes are crucial for CO 2 RR. Single-atom catalysts (SACs) have recently garnered increasing interest in the electrocatalysis community due to their potentially high mass efficiency and cost benefits (every atom is an active center, resulting in nearly 100% utilization) and adjustable selectivity (higher uniformity of the active sites compared to nanoparticles). However, preserving the accessibility and activity of the SACs inside the electrode poses major materials development and electrode design challenges. A conventional layered structure SAC electrode typically consists of a gas diffusion layer (GDL), a microporous layer (MPL) and a SAC catalyst layer (SACCL), fabricated by using a powder bonding process. However, this process usually encounters issues such as delamination and instability of SACs due to the weak binder-catalyst-support interface. Conversely, the free-standing SAC electrode design has the potential to overcome these issues by eliminating the GDL, MPL, and need of a binder, in contrast to the powder bonding process. This work first reviews the latest developments in experimental and modeling studies of powdered SAC electrode by the traditional powder bonding process. Next, it examines the development towards the free-standing SAC electrode for high-performance electrochemical reduction of CO 2 . The synthesis-structure-fabrication-performance relationships of SAC-based materials and associated electrodes are analyzed. Furthermore, the article presents future challenges and perspectives for high-performance SAC electrodes for CO 2 RR. Graphical Abstract
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 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)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».