Google Scholar: cites
Electron delocalization engineering via hierarchical modulation in single-atom catalysts for highly efficient electrochemical CO2 reduction
Han, Xu (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Liu, Hong (Chinese Academy of Sciences)
Cao, Pengfei (Ernst Ruska-Centre for Microscopy and Spectroscopy with Electrons (Jülich, Alemanya))
Tang, Weiqiang (East China University of Science and Technology)
Zhang, Chao Yue (Institut de Recerca en Energia de Catalunya)
Biset-Peiró, Martí (Institut de Recerca en Energia de Catalunya)
Xiao, Ke (Institut de Recerca en Energia de Catalunya)
Tang, PengYi (Chinese Academy of Sciences)
Heggen, Marc (Ernst Ruska-Centre for Microscopy and Spectroscopy with Electrons (Jülich, Alemanya))
Vega-Paredes, Miquel (Max-Planck-Institutfur Eisenforschung GmbH)
Garzón-Manjón, Alba (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Zheng, Lirong (Chinese Academy of Sciences)
Dunin-Borkowski, Rafal E. (Ernst Ruska-Centre for Microscopy and Spectroscopy with Electrons (Jülich, Alemanya))
Cabot i Codina, Andreu (Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats)
Daasbjerg, Kim (Aarhus University)
Morante, Joan Ramon (Universitat de Barcelona. Departament de Física)
Zhang, Ting (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Arbiol i Cobos, Jordi (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)

Data: 2025
Resum: Modulating the coordination of atomically dispersed MN moieties to enhance electron asymmetry presents a promising strategy for improving catalytic performance in the electrochemical reduction of carbon dioxide (eCORR). By combining small amounts of Au nanoclusters with lateral oxygen coordination in the first coordination shell, the enhanced electron delocalization on Ni centers improves both activity and selectivity. Experimentally, the optimized catalyst demonstrates exceptional catalytic performance, achieving over 95% Faradaic efficiency (FE) for CO across a broad potential range from - 0. 50 to - 0. 85 V vs. RHE. It also achieves over 90% FE for CO at an overpotential of 340 mV, outperforming state-of-the-art Ni-based single-atom catalysts (SACs). Moreover, the catalyst shows promising potential at a higher current density (∼150 mA cm) in a flow cell, maintaining high CO selectivity (over 90%). Structural characterizations and theoretical calculations indicate that this structure enhances electron redistribution around Ni sites through a unique electron tug effect. This effectively stabilizes *COOH intermediates, favoring CO production during eCORR at low applied potentials. This work offers a valuable method that extends beyond the first coordination shell, augmenting the complexity of electronic distribution on metal centers, which could be adapted for further fine-tuning the catalytic behavior of SACs in various reactions.
Ajuts: Generalitat de Catalunya 2021/SGR-00457
Generalitat de Catalunya 2021/SGR-01581
Agencia Estatal de Investigación PRTR-C17.I1
Agencia Estatal de Investigación PID2023-149158OB-C43
Agencia Estatal de Investigación CEX2021-001214-S
European Commission 101146498
European Commission 101105092
Nota: Altres ajuts: CERCA Programme/Generalitat de Catalunya
Drets: Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, la comunicació pública de l'obra i la creació d'obres derivades, fins i tot amb finalitats comercials, sempre i quan es reconegui l'autoria de l'obra original. Creative Commons
Llengua: Anglès
Document: Article ; recerca ; Versió publicada
Matèria: Single atom catalysts ; Electron tug effect ; CO2 electroreduction ; High CO selectivity ; Wide potential range ; Au nanoclusters
Publicat a: Chemical engineering journal, Vol. 507 (March 2025) , art. 160634, ISSN 1385-8947

DOI: 10.1016/j.cej.2025.160634


10 p, 4.8 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

 Registre creat el 2026-03-16, darrera modificació el 2026-03-17



   Favorit i Compartir