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  Steering the structure and selectivity of CO2 electroreduction catalysts by potential pulses

Timoshenko, J., Bergmann, A., Rettenmaier, C., Herzog, A., Aran Ais, R., Jeon, H., et al. (2022). Steering the structure and selectivity of CO2 electroreduction catalysts by potential pulses. Nature Catalysis, 5(4), 259-267. doi:10.1038/s41929-022-00760-z.

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Basisdaten

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Genre: Zeitschriftenartikel

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:
s41929-022-00760-z.pdf (Verlagsversion), 3MB
Name:
s41929-022-00760-z.pdf
Beschreibung:
-
OA-Status:
Hybrid
Sichtbarkeit:
Öffentlich
MIME-Typ / Prüfsumme:
application/pdf / [MD5]
Technische Metadaten:
Copyright Datum:
2022
Copyright Info:
The Author(s)

Externe Referenzen

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Urheber

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 Urheber:
Timoshenko, Janis1, Autor           
Bergmann, Arno1, Autor           
Rettenmaier, Clara1, Autor           
Herzog, Antonia1, Autor           
Aran Ais, Rosa1, Autor           
Jeon, Hyosang1, Autor           
Haase, Felix1, Autor           
Hejral, Uta1, Autor           
Grosse, Philipp1, Autor           
Kühl, Stefanie1, Autor           
Davis, Earl1, Autor           
Tian, Jing2, Autor
Magnussen, Olaf2, Autor
Roldan Cuenya, Beatriz1, Autor           
Affiliations:
1Interface Science, Fritz Haber Institute, Max Planck Society, ou_2461712              
2Institute of Experimental and Applied Physics, Kiel University, Kiel, Germany, ou_persistent22              

Inhalt

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Schlagwörter: -
 Zusammenfassung: Convoluted selectivity trends and a missing link between reaction product distribution and catalyst properties hinder practical applications of the electrochemical CO2 reduction reaction (CO2RR) for multicarbon product generation. Here we employ operando X-ray absorption and X-ray diffraction methods with subsecond time resolution to unveil the surprising complexity of catalysts exposed to dynamic reaction conditions. We show that by using a pulsed reaction protocol consisting of alternating working and oxidizing potential periods that dynamically perturb catalysts derived from Cu2O nanocubes, one can decouple the effect of the ensemble of coexisting copper species on the product distribution. In particular, an optimized dynamic balance between oxidized and reduced copper surface species achieved within a narrow range of cathodic and anodic pulse durations resulted in a twofold increase in ethanol production compared with static CO2RR conditions. This work thus prepares the ground for steering catalyst selectivity through dynamically controlled structural and chemical transformations.

Details

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Sprache(n): eng - English
 Datum: 2021-07-052022-02-282022-04-21
 Publikationsstatus: Online veröffentlicht
 Seiten: 9
 Ort, Verlag, Ausgabe: -
 Inhaltsverzeichnis: -
 Art der Begutachtung: Expertenbegutachtung
 Identifikatoren: DOI: 10.1038/s41929-022-00760-z
 Art des Abschluß: -

Veranstaltung

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Entscheidung

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Projektinformation

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Projektname : OPERANDOCAT - In situ and Operando Nanocatalysis: Size, Shape and Chemical State Effects
Grant ID : 725915
Förderprogramm : Horizon 2020 (H2020)
Förderorganisation : European Commission (EC)

Quelle 1

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Titel: Nature Catalysis
  Kurztitel : Nat. Catal.
Genre der Quelle: Zeitschrift
 Urheber:
Affiliations:
Ort, Verlag, Ausgabe: New York : Nature Publishing Group
Seiten: 9 Band / Heft: 5 (4) Artikelnummer: - Start- / Endseite: 259 - 267 Identifikator: ISSN: 25201158
CoNE: https://pure.mpg.de/cone/journals/resource/25201158