Insights into an autonomously formed oxygen-evacuated Cu2O electrode for the selective production of C2H4 from CO2

文献情報

出版日 2014-09-26
DOI 10.1039/C4CP03172E
インパクトファクター 3.676
著者

Dahee Kim, Seunghwa Lee, Joey D. Ocon, Jae Kwang Lee


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要旨

Electrochemical conversion of carbon dioxide (CO2) to small organic fuels (e.g. formate, methanol, ethylene, ethanol) is touted as one of the most promising approaches for solving the problems of climate change and energy security. In this study, we report the highly efficient electrochemical reduction of CO2 using cuprous oxide (Cu2O) electrodes to produce ethylene (C2H4) primarily. During CO2 electrolysis using electrodeposited Cu2O on a carbon electrode, we observe the transformation of a compact metal oxide layer to a metal oxide structure with oxygen vacant sites at the bulk region. In contrast to previous studies, our results clearly indicate that Cu2O remains at the surface of the catalyst and it efficiently catalyzes the conversion process of CO2 at low overpotential, exhibiting a high selective faradaic efficiency of over 20% towards C2H4 formation even in long-term electrolysis.

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掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

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