Tandem gold/copper catalysis and morphological tuning via wrinkling to boost CO2 electroreduction into C2+ products
Notice bibliographique
Résumé
Powered by renewable electricity, electrochemical CO 2 reduction (CO 2 R) offers a sustainable route for the production of fuels and chemicals that are traditionally produced from fossil fuels. However, designing and developing an efficient electrocatalyst for CO 2 -to-C 2+ product conversion remains challenging. Here, a gold-copper tandem catalyst electrode design is introduced that leverages the structural effects of a wrinkled morphology to improve the CO 2 R selectivity and activity in a three-electrode electrochemical cell. The wrinkled electrode structure significantly increases the electrochemical active surface area, resulting in enhanced CO 2 R current density for both the singular wrinkled gold and wrinkled copper electrodes. Specifically, there is a 130% increase in partial current density towards CO for a wrinkled gold electrode versus planar gold electrode at -0.7 V versus the reversible hydrogen electrode (V RHE ), and a 50% increase in partial current density for C 2+ products for a wrinkled copper electrode at -1.05 V RHE compared to a planar copper electrode. A wrinkled gold-copper tandem electrode further enhances the partial current density of C 2+ products by an additional 60% beyond that of the wrinkled copper electrode (at -1.05 V RHE ), illustrating the synergistic effect of the three-dimensional wrinkled morphology combined with tandem catalysis. Tafel plot analysis revealed effective mass transport for C 2+ product generation on the optimized wrinkled gold-copper tandem electrode, attributed to the local *CO production by the tandem catalyst, facilitating enhanced C-C coupling on the copper catalyst compared to a purely copper based electrode. Experimental results show that the design and manipulation of the morphology of the tandem catalyst electrode achieved via step-by-step optimization can significantly enhance the selectivity and activity of the catalyst in converting CO 2 to desired fuels and chemicals. • Wrinkling increases the electrochemical active surface area by at least 5 times • Local production of *CO enhances C 2+ product formation compared to pure copper • Wrinkled tandem catalyst showed 60% higher C 2+ partial current density. • Wrinkled tandem catalyst enabled effective mass transport for C 2+ product generation
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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) | 0,000 | 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 | 0,000 | 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 ».