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Indium-modified copper nanocubes for syngas production by aqueous CO2 electroreduction
Dalton Transactions ( IF 3.5 ) Pub Date : 2022-06-21 , DOI: 10.1039/d2dt00779g Alessandro Niorettini 1 , Raffaello Mazzaro 2, 3 , Fabiola Liscio 3 , Alessandro Kovtun 4 , Luca Pasquini 2, 3 , Stefano Caramori 1 , Serena Berardi 1
Dalton Transactions ( IF 3.5 ) Pub Date : 2022-06-21 , DOI: 10.1039/d2dt00779g Alessandro Niorettini 1 , Raffaello Mazzaro 2, 3 , Fabiola Liscio 3 , Alessandro Kovtun 4 , Luca Pasquini 2, 3 , Stefano Caramori 1 , Serena Berardi 1
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Electroreduction of carbon dioxide represents an appealing strategy to rethink a waste product as a valuable feedstock for the formation of value-added compounds. Among the metal electrodes able to catalyze such processes, copper plays a central role due to its rich chemistry. Strategies aimed at tuning Cu selectivity comprise nanostructuring and alloying/post-functionalization with heterometals. In this contribution, we report on straightforward electrochemical methods for the formation of nanostructured Cu–In interfaces. The latter were fully characterized and then used as cathodes for CO2 electroreduction in aqueous environment, leading to the selective production of syngas, whose composition varies upon changing the applied bias and indium content. In particular, gaseous mixtures compatible with the synthesis of methanol or aldehydes (i.e. respectively with 1 : 2 and 1 : 1 CO/H2 ratios) are produced at low (i.e. −0.62 V vs. RHE) applied bias with >3.5 mA cm−2 current densities (in absolute value). Even if the proposed cathodes undergo structural modifications upon prolonged exposure to CO2 reduction conditions, their catalytic activity can be restored by introducing an additional In(III) precursor to the electrolytic solution.
中文翻译：
用于通过 CO2 水溶液电还原生产合成气的铟改性铜纳米立方体
二氧化碳的电还原代表了一种有吸引力的策略，可以重新考虑将废物作为形成增值化合物的宝贵原料。在能够催化这些过程的金属电极中，铜因其丰富的化学成分而发挥着核心作用。旨在调整铜选择性的策略包括纳米结构和异质金属合金化/后功能化。在这篇文章中，我们报告了用于形成纳米结构 Cu-In 界面的直接电化学方法。后者经过充分表征，然后用作 CO 2的阴极在水性环境中进行电还原，导致合成气的选择性生产，其成分随施加的偏压和铟含量的变化而变化。特别地，与甲醇或醛的合成相容的气体混合物（即分别具有 1:2 和 1:1 CO/H 2比率）在低（即-0.62 V vs. RHE）施加 >3.5 mA cm 的偏压下产生-2电流密度（绝对值）。即使所提出的阴极在长时间暴露于 CO 2还原条件下发生结构改变，它们的催化活性也可以通过向电解液中引入额外的 In( III ) 前体来恢复。
更新日期：2022-06-21
中文翻译：
用于通过 CO2 水溶液电还原生产合成气的铟改性铜纳米立方体
二氧化碳的电还原代表了一种有吸引力的策略，可以重新考虑将废物作为形成增值化合物的宝贵原料。在能够催化这些过程的金属电极中，铜因其丰富的化学成分而发挥着核心作用。旨在调整铜选择性的策略包括纳米结构和异质金属合金化/后功能化。在这篇文章中，我们报告了用于形成纳米结构 Cu-In 界面的直接电化学方法。后者经过充分表征，然后用作 CO 2的阴极在水性环境中进行电还原，导致合成气的选择性生产，其成分随施加的偏压和铟含量的变化而变化。特别地，与甲醇或醛的合成相容的气体混合物（即分别具有 1:2 和 1:1 CO/H 2比率）在低（即-0.62 V vs. RHE）施加 >3.5 mA cm 的偏压下产生-2电流密度（绝对值）。即使所提出的阴极在长时间暴露于 CO 2还原条件下发生结构改变，它们的催化活性也可以通过向电解液中引入额外的 In( III ) 前体来恢复。
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