SNU CBE

Enhanced electrochemical CO2 reduction to ethylene over CuO by synergistically tuning oxygen vacancies and metal doping

2021 · Cell Reports Physical Science

저자

Yiqiang Jiang, Changhyeok Choi, Song Ki Hong, Senlin Chu, Tai‐Sing Wu, Y. L. Soo, Leiduan Hao, 정유성 (Yousung Jung), Zhenyu Sun

연구주제

CO2 Reduction Techniques and Catalysts · Electrocatalysts for Energy Conversion · Catalysts for Methane Reforming

NTIS 과학기술표준분류

화공 > 화학공정 > 촉매/반응기술

배정 근거: 논문을 지원한 과제의 분류(정책 연계 맵과 같은 방법).

AI 연구 키워드·방법

copper oxide catalyst 전기화학적 CO2 환원 에틸렌 생산 산소 공공

키워드 (OpenAlex)

electrochemical CO2 reduction ethylene production CuO nanosheets oxygen vacancies tin doping C–C coupling CO dimerization Faradaic efficiency

초록

Electrochemical CO2 reduction to multi-carbon fuels and chemicals is intriguing but remains a challenge. Here, we report that a combination of Sn doping and creation of oxygen vacancies (VO) can synergistically boost CO2 reduction to C2H4 over CuO nanosheets with an onset potential of −0.7 V (versus reversible hydrogen electrode). The activity and selectivity of CuO can be easily tuned by manipulation of Sn dopant and VO contents. The Faradaic efficiency toward C2H4 formation over Sn-doped CuO(VO) approaches 48.5% ± 1.2%, which maintains stability over 24 h at a mild overpotential, in contrast to a maximum of 26.8% ± 2.2% over pristine CuO. The Sn-doped CuO(VO) catalyst presents an approximately 2.3-fold improvement in C2H4 current compared to undoped CuO at similar overpotentials. Theoretical calculations further show that doping of Vo-enriched CuO surface by Sn lowers the dimerization …

이 논문을 지원한 국가R&D 과제 (NTIS 성과)

연도과제부처사업수행기관NTIS 분류(1순위)
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