Mesopore-Augmented Electrochemical CO2 Reduction on Nitrogen-Doped Carbon
Han, Xu (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Zhang, Ting (Aarhus University)
Biset-Peiró, Martí (Institut de Recerca en Energia de Catalunya)
Roldan, Alberto (Cardiff University)
Ceccato, Marcel (Aarhus University)
Lock, Nina (Aarhus University)
Pedersen, Steen Uttrup (Aarhus University)
Morante, Joan Ramon (Institut de Recerca en Energia de Catalunya)
Arbiol i Cobos, Jordi (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Daasbjerg, Kim (Aarhus University)

Data:	2025
Resum:	The electrochemical carbon dioxide reduction reaction (eCORR) using nitrogen-doped carbon (N-C) materials offers a promising and cost-effective approach to global carbon neutrality. Regulating the porosity of N-C materials can potentially increase the catalytic performance by suppressing the concurrence of the hydrogen evolution reaction (HER). However, the augmentation of porosity usually alters the active sites or the chemical composition of catalysts, resulting in intertwined influences of various structural factors and catalytic performance. In this study, incorporating secondary carbon sources into the metal-organic framework (MOF) precursor through nanocasting aimed to selectively enhance the mesoporous structure, allowing for deciphering this effect from other changes in the catalyst composition. Consequently, the developed N-C catalyst exhibited a significant surface area with abundant mesopores, leading to a maximum Faradaic efficiency (FE) for carbon monoxide (CO) of 95% at -0. 50 V versus the reversible hydrogen electrode (vs. RHE). Furthermore, the FE for CO is enhanced across a wide potential range, surpassing previously reported metal-free N-C eCORR catalysts. The investigation reveals that constructing mesoporous structures can induce excellent CO catalysis by enhancing the accessibility of active sites while establishing an elevated local pH at these sites.
Ajuts:	European Commission 101146498 European Commission 101105092 Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2021/SGR-00457 Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2021/SGR-001581 Agencia Estatal de Investigación PID2020-116093RB-C43 Agencia Estatal de Investigación CEX2021-001214-S Agencia Estatal de Investigación PID2020-116093RB-C42
Nota:	Altres ajuts: European Union NextGenerationEU (PRTR-C17.I1)
Drets:	Aquest material està protegit per drets d'autor i/o drets afins. Podeu utilitzar aquest material en funció del que permet la legislació de drets d'autor i drets afins d'aplicació al vostre cas. Per a d'altres usos heu d'obtenir permís del(s) titular(s) de drets.
Llengua:	Anglès
Document:	Article ; recerca ; Versió sotmesa a revisió
Publicat a:	Small (Weinheim), Vol. 21, Issue 10 (March 2025) , art. 2406883, ISSN 1613-6829

DOI: 10.1002/smll.202406883

Preprint 26 p, 1.8 MB

El registre apareix a les col·leccions:
Documents de recerca > Documents dels grups de recerca de la UAB > Centres i grups de recerca (producció científica) > Ciències > Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2)
Articles > Articles de recerca
Articles > Articles publicats