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Rapid and controllable in-situ self-assembly of main-group metal nanofilms for highly efficient CO_(2)electroreduction to liquid fuel in flow cells

引用

Nano Research 2024年第6期17卷 5718-5725页

作者： Miao Wang Huaizhu Wang Yaoda Wang Junchuan Liang Mengfei Zhu Jiarui Li Zuoxiu Tie Zhong Jin State Key Laboratory of Coordination Chemistry MOE Key Laboratory of Mesoscopic ChemistryMOE Key Laboratory of High Performance Polymer Materials and TechnologyJiangsu Key Laboratory of Advanced Organic MaterialsTianchang New Materials and Energy Technology Researc

The electrocatalytic reduction of CO_(2)is a promising pathway to generate renewable fuels and ***,its advancement is impeded by the absence of electrocatalysts with both high selectivity and ***,we present a scalable in-situ thermal evaporation technique for synthesizing series of Bi,In,and Sn nanofilms on carbon felt(CF)substrates with a high-aspect-ratio *** resulting main-group metal nanofilms exhibit a homogeneously distributed and highly exposed catalyst surface with ample active sites,thereby promoting mass transport and ad-/desorption of reaction *** from the unique fractal morphology,the Bi nanofilms deposited on CF exhibit optimal catalytic activities for CO_(2)electroreduction among the designed metal nanofilms electrodes,with the highest Faradaic efficiency of 96.9%for formate production at−1.3 V *** hydrogen electrode(RHE)in *** an industrially relevant current density of 221.4 mA·cm−2 in flow cells,the Bi nanofilms retain a high Faradaic efficiency of 81.7%at−1.1 V(***)and a good long-term stability for formate ***,a techno-economic analysis(TEA)model shows the potential commercial viability of electrocatalytic CO_(2)conversion into formate using the Bi nanofilms *** results offer a green and convenient approach for in-situ fabrication of stable and inexpensive thin-film catalysts with a fractal structure applicable to various industrial settings.

关键词： CO_(2)electroreduction non-noble metal nanofilms flow cells efficiency and selectivity techno-economic analysis

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