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Highly Selective Carbon Dioxide Electroreduction on Structure-Evolved Copper Perovskite Oxide toward Methane Production
ACS Catalysis ( IF 11.3 ) Pub Date : 2020-03-23 , DOI: 10.1021/acscatal.0c00847 Shenghua Chen 1 , Yaqiong Su 2 , Peilin Deng 1 , Ruijuan Qi 3 , Jiexin Zhu 4 , Jinxi Chen 1 , Zhitong Wang 1 , Liang Zhou 4 , Xingpeng Guo 1 , Bao Yu Xia 1
ACS Catalysis ( IF 11.3 ) Pub Date : 2020-03-23 , DOI: 10.1021/acscatal.0c00847 Shenghua Chen 1 , Yaqiong Su 2 , Peilin Deng 1 , Ruijuan Qi 3 , Jiexin Zhu 4 , Jinxi Chen 1 , Zhitong Wang 1 , Liang Zhou 4 , Xingpeng Guo 1 , Bao Yu Xia 1
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Electrochemical carbon dioxide (CO2) conversion is promising to balance the carbon cycle for human society. However, an efficient electrocatalyst is the key to determine the selective conversion of CO2 toward valuable products. We report herein an efficient La2CuO4 perovskite catalyst for electrochemical CO2 reduction. A high Faradaic efficiency of 56.3% with a partial current density of 117 mA cm–2 is achieved for methane production over this perovskite catalyst at −1.4 V (vs RHE). The results demonstrate that the structural evolution of La2CuO4 perovskite takes place simultaneously during the cathodic CO2 reduction process. Theoretical investigations further unravel that the emerging Cu/La2CuO4 interface accounts for the CO2 methanation behaviors. This work provides an effective perovskite electrocatalyst for ambient CO2 methanation and offers a valuable understanding of the structure evolution and surface reconstruction of precatalysts in catalytic reactions for energy-relevant technologies.
中文翻译：
结构演化的钙钛矿型氧化铜对甲烷生产的高选择性二氧化碳电还原
电化学二氧化碳（CO 2）的转化有望平衡人类社会的碳循环。然而，有效的电催化剂是确定CO 2向有价值产品选择性转化的关键。我们在本文中报道了用于电化学还原CO 2的有效的La 2 CuO 4钙钛矿催化剂。在−1.4 V（vs RHE）下，通过该钙钛矿催化剂生产甲烷可实现56.3％的高法拉第效率和117 mA cm –2的分流密度。结果表明，La 2 CuO 4钙钛矿的结构演化在阴极CO 2的同时发生。还原过程。理论研究进一步揭示了新兴的Cu / La 2 CuO 4界面是CO 2甲烷化行为的原因。这项工作为环境CO 2甲烷化提供了一种有效的钙钛矿型电催化剂，并为能源相关技术的催化反应中的预催化剂的结构演变和表面重构提供了有价值的理解。
更新日期：2020-04-23
中文翻译：
结构演化的钙钛矿型氧化铜对甲烷生产的高选择性二氧化碳电还原
电化学二氧化碳（CO 2）的转化有望平衡人类社会的碳循环。然而，有效的电催化剂是确定CO 2向有价值产品选择性转化的关键。我们在本文中报道了用于电化学还原CO 2的有效的La 2 CuO 4钙钛矿催化剂。在−1.4 V（vs RHE）下，通过该钙钛矿催化剂生产甲烷可实现56.3％的高法拉第效率和117 mA cm –2的分流密度。结果表明，La 2 CuO 4钙钛矿的结构演化在阴极CO 2的同时发生。还原过程。理论研究进一步揭示了新兴的Cu / La 2 CuO 4界面是CO 2甲烷化行为的原因。这项工作为环境CO 2甲烷化提供了一种有效的钙钛矿型电催化剂，并为能源相关技术的催化反应中的预催化剂的结构演变和表面重构提供了有价值的理解。
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