Designing Electrolyzers for Electrocatalytic CO2 Reduction

Dunfeng Gao Pengfei Wei Hefei Li Long Lin Guoxiong Wang Xinhe Bao

Citation:  Gao Dunfeng, Wei Pengfei, Li Hefei, Lin Long, Wang Guoxiong, Bao Xinhe. Designing Electrolyzers for Electrocatalytic CO2 Reduction[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2021, 37(5): 200902. doi: 10.3866/PKU.WHXB202009021 shu

用于二氧化碳电催化还原的电解器研究进展

    作者简介: Dunfeng Gao is currently an associate professor at the Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences (DICP, CAS). He obtained B.Sc. degree from China University of Petroleum in 2009 and Ph.D. degree from the DICP in 2015. Then he worked as a postdoctoral researcher at the Ruhr University Bochum and the Fritz Haber Institute of the Max Planck Society in Germany (2015-2019). In 2019, he moved back to the DICP as an associate professor. His research focuses on electrocatalysis including CO2 electroreduction, CH4 electrooxidation and water electrolysis;



    Guoxiong Wang is currently a full professor at the Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences (DICP, CAS). He obtained B.Sc. degree from Wuhan University in 2000 and Ph.D. degree from the DICP in 2006. After a one-year stay at the DICP as an assistant professor (2006-2007), he worked as a postdoctoral researcher at the Hokkaido University in Japan (2007-2010). In December 2010, he moved back to the DICP as an associate professor and promoted to a full professor in 2015. His research focuses on energy storage and conversion, electrocatalytic CO2 reduction and fuel cell;

    通讯作者: 高敦峰, dfgao@dicp.ac.cn
    汪国雄, wanggx@dicp.ac.cn
  • 基金项目:

    中国科学院青年创新促进会 Y201938

    大连化物所DMTO基金 DICP DMTO201702

    中国科学院洁净能源创新研究院合作基金 DNL180404

    国家重点研发计划 2016YFB0600901

    中国科学院洁净能源创新研究院合作基金 DNL201924

    大连市杰出青年基金 2017RJ03

    中国科学院战略性先导专项 XDB17020200

    国家自然科学基金 21573222

    国家重点研发计划(2016YFB0600901)、国家自然科学基金(21573222, 91545202, 22002155)、中国科学院洁净能源创新研究院合作基金(DNL180404, DNL201924)、大连化物所DMTO基金(DICP DMTO201702)、大连市杰出青年基金(2017RJ03)、中国科学院战略性先导专项(XDB17020200)和中国科学院青年创新促进会(Y201938)资助

    国家自然科学基金 22002155

    国家自然科学基金 91545202

摘要: 可再生能源驱动的二氧化碳电催化还原反应(CO2RR)是实现CO2高效转化和利用的有效途径。电解器的理性设计对于提高CO2RR性能及其工业放大应用具有重要意义。电解器构型及其操作条件在很大程度上决定了电极附近的局部反应环境,从而调变催化性能。本文深度剖析了三种CO2电解器(H型电解池、流动电解池和膜电极电解池)的研究进展和现状,结合文献报道,在电流密度、法拉第效率、能量效率和稳定性等四个关键性能参数上比较和讨论了不同电解器构型的优缺点及其对CO2RR性能的影响。面向实际应用的CO2RR研究应该把工业级电流密度作为提高其它三个指标的前提。尽管目前还存在一些问题和挑战,膜电极电解器被认为是最具工业应用前景的技术方案。本文最后提出了一些可能的研究策略和机遇,展望了该领域的未来发展趋势。

English

    1. [1]

      Artz, J.; Muller, T. E.; Thenert, K.; Kleinekorte, J.; Meys, R.; Sternberg, A.; Bardow, A.; Leitner, W. Chem. Rev. 2018, 118, 434. doi: 10.1021/acs.chemrev.7b00435

    2. [2]

      Tackett, B. M.; Gomez, E.; Chen, J. G. G. Nat. Catal. 2019, 2, 381. doi: 10.1038/s41929-019-0284-9

    3. [3]

      Yang, D. R.; Wang, G. X.; Wang, X. Sci. China Mater. 2019, 62, 1369. doi: 10.1007/s40843-019-9455-3

    4. [4]

      He, J.; Janaky, C. ACS Energy Lett. 2020, 5, 1996. doi: 10.1021/acsenergylett.0c00645

    5. [5]

      Zhang, F. T.; Zhang, H. Y.; Liu, Z. M. Curr. Opin. Green Sust. Chem. 2019, 16, 77. doi: 10.1016/j.cogsc.2019.02.006

    6. [6]

      谷雨星, 杨娟, 汪的华.物理化学学报, 2019, 35, 208. doi: 10.3866/PKU.WHXB201802121Gu, Y. X.; Yang, J.; Wang, D. H.Acta. Phys. -Chim. Sin. 2019, 35, 208. doi: 10.3866/PKU.WHXB201802121

    7. [7]

      刘艳芳, 胡兵, 尹雅芝, 刘国亮, 洪昕林.物理化学学报, 2019, 35, 223. doi: 10.3866/PKU.WHXB201802263Liu, Y. F.; Hu, B.; Yin, Y. Z.; Liu, G. L.; Hong, X. L. Acta. Phys. -Chim. Sin. 2019, 35, 223. doi: 10.3866/PKU.WHXB201802263

    8. [8]

      Bushuyev, O. S.; De Luna, P.; Dinh, C. T.; Tao, L.; Saur, G.; van de Lagemaat, J.; Kelley, S. O.; Sargent, E. H. Joule 2018, 2, 825. doi: 10.1016/j.joule.2017.09.003

    9. [9]

      Jouny, M.; Luc, W.; Jiao, F. Ind. Eng. Chem. Res. 2018, 57, 2165. doi: 10.1021/acs.iecr.7b03514

    10. [10]

      Spurgeon, J. M.; Kumar, B. Energy Environ. Sci. 2018, 11, 1536. doi: 10.1039/c8ee00097b

    11. [11]

      Verma, S.; Kim, B.; Jhong, H.; Ma, S. C.; Kenis, P. J. A. ChemSusChem 2016, 9, 1972. doi: 10.1002/cssc.201600394

    12. [12]

      Gao, D. F.; Cai, F.; Wang, G. X.; Bao, X. H. Curr. Opin. Green Sust. Chem. 2017, 3, 39. doi: 10.1016/j.cogsc.2016.10.004

    13. [13]

      杨艳, 张云, 胡劲松, 万立骏.物理化学学报, 2020, 36, 1906085. doi: 10.3866/PKU.WHXB201906085Yang, Y.; Zhang, Y.; Hu, J. S.; Wan, L. J. Acta. Phys. -Chim. Sin. 2020, 36, 1906085. doi: 10.3866/PKU.WHXB201906085

    14. [14]

      Yan, C. C.; Lin, L.; Wang, G. X.; Bao, X. H. Chin. J. Catal. 2019, 40, 23. doi: 10.1016/S1872-2067(18)63161-4

    15. [15]

      Jia, M. W.; Fan, Q.; Liu, S. Z.; Qiu, J. S.; Sun, Z. Y. Curr. Opin. Green. Sust. Chem. 2019, 16, 1. doi: 10.1016/j.cogsc.2018.11.002

    16. [16]

      Sun, X. T.; Wang, P.; Shao, Z. J.; Cao, X. M.; Hu, P. Sci. China Chem. 2019, 62, 1686. doi: 10.1007/s11426-019-9639-0

    17. [17]

      高敦峰, 阎程程, 汪国雄, 包信和.电化学, 2018, 24, 757. doi: 10.13208/j.electrochem.180845Gao, D. F.; Yan, C. C.; Wang, G. X.; Bao, X. H. J. Electrochem. 2018, 24, 757. doi: 10.13208/j.electrochem.180845

    18. [18]

      宁汇, 王文行, 毛勤虎, 郑诗瑞, 杨中学, 赵青山, 吴明铂.物理化学学报, 2018, 34, 938. doi: 10.3866/PKU.WHXB201801263Ning, H.; Wang, W. H.; Mao, Q. H.; Zheng, S. R.; Yang, Z. X.; Zhao, Q. S.; Wu, M. B. Acta. Phys. -Chim. Sin. 2018, 34, 938. doi: 10.3866/PKU.WHXB201801263

    19. [19]

      Hu, C. L.; Zhang, L.; Li, L. L.; Zhu, W. J.; Deng, W. Y.; Dong, H.; Zhao, Z. J.; Gong, J. L. Sci. China Chem. 2019, 62, 1030. doi: 10.1007/s11426-019-9474-0

    20. [20]

      Gao, D. F.; Aran-Ais, R. M.; Jeon, H. S.; Roldan Cuenya, B. Nat. Catal. 2019, 2, 198. doi: 10.1038/s41929-019-0235-5

    21. [21]

      Aran-Ais, R. M.; Gao, D. F.; Roldan Cuenya, B. Acc. Chem. Res. 2018, 51, 2906. doi: 10.1021/acs.accounts.8b00360

    22. [22]

      Weekes, D. M.; Salvatore, D. A.; Reyes, A.; Huang, A. X.; Berlinguette, C. P. Acc. Chem. Res. 2018, 51, 910. doi: 10.1021/acs.accounts.8b00010

    23. [23]

      Herranz, J.; Pătru, A.; Fabbri, E.; Schmidt, T. J. Curr. Opin. Electrochem. 2020, 23, 89. doi: 10.1016/j.coelec.2020.05.004

    24. [24]

      Lu, X.; Jiang, Z.; Yuan, X. L.; Wu, Y. S.; Malpass-Evans, R.; Zhong, Y. R.; Liang, Y. Y.; McKeown, N. B.; Wang, H. L. Sci. Bull. 2019, 64, 1890. doi: 10.1016/j.scib.2019.04.008

    25. [25]

      Jiang, X. L.; Li, H. F.; Yang, Y. Y.; Gao, D. F. J. Mater. Sci. 2020, 55, 13916. doi: 10.1007/s10853-020-04983-y

    26. [26]

      Gao, D. F.; Wang, J.; Wu, H. H.; Jiang, X. L.; Miao, S.; Wang, G. X.; Bao, X. H. Electrochem. Commun. 2015, 55, 1. doi: 10.1016/j.elecom.2015.03.008

    27. [27]

      Gao, D. F.; McCrum, I. T.; Deo, S.; Choi, Y. W.; Scholten, F.; Wan, W. M.; Chen, J. G. G.; Janik, M. J.; Roldan Cuenya, B. ACS Catal. 2018, 8, 10012. doi: 10.1021/acscatal.8b02587

    28. [28]

      Nwabara, U. O.; Cofell, E. R.; Verma, D. S.; Negro, E.; Kenis, P. J. A. ChemSusChem 2020, 13, 855. doi: 10.1002/cssc.201902933

    29. [29]

      范佳, 韩娜, 李彦光.电化学, 2020, 26, 510. doi: 10.13208/j.electrochem.200443Fan, J.; Han, N.; Li, Y. J. Electrochem. 2020, 26, 510. doi: 10.13208/j.electrochem.200443

    30. [30]

      Lin, R.; Guo, J. X.; Li, X. J.; Patel, P.; Seifitokaldani, A. Catalysts 2020, 10, 473. doi: 10.3390/catal10050473

    31. [31]

      Liang, S. Y.; Altaf, N.; Huang, L.; Gao, Y. S.; Wang, Q. J CO2 Util. 2020, 35, 90. doi: 10.1016/j.jcou.2019.09.007

    32. [32]

      Li, J. C.; Kuang, Y.; Meng, Y. T.; Tian, X.; Hung, W. H.; Zhang, X.; Li, A. W.; Xu, M. Q.; Zhou, W.; Ku, C. S.; et al. J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 7276. doi: 10.1021/jacs.0c00122

    33. [33]

      Delacourt, C.; Ridgway, P. L.; Kerr, J. B.; Newman, J. J. Electrochem. Soc. 2008, 155, B42. doi: 10.1149/1.2801871

    34. [34]

      Ma, S.; Sadakiyo, M.; Heima, M.; Luo, R.; Haasch, R. T.; Gold, J. I.; Yamauchi, M.; Kenis, P. J. A. J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 47. doi: 10.1021/jacs.6b10740

    35. [35]

      Dinh, C. T.; Burdyny, T.; Kibria, M. G.; Seifitokaldani, A.; Gabardo, C. M.; de Arquer, F. P. G.; Kiani, A.; Edwards, J. P.; De Luna, P.; Bushuyev, O. S.; et al. Science2018, 360, 783. doi: 10.1126/science.aas9100

    36. [36]

      Lin, L.; Li, H. B.; Yan, C. C.; Li, H. F.; Si, R.; Li, M. R.; Xiao, J. P.; Wang, G. X.; Bao, X. H. Adv. Mater. 2019, 31, 1903470. doi: 10.1002/adma.201903470

    37. [37]

      Kutz, R. B.; Chen, Q. M.; Yang, H. Z.; Sajjad, S. D.; Liu, Z. C.; Masel, I. R. Energy Technol. 2017, 5, 929. doi: 10.1002/ente.201600636

    38. [38]

      Yin, Z. L.; Peng, H. Q.; Wei, X.; Zhou, H.; Gong, J.; Huai, M. M.; Xiao, L.; Wang, G. W.; Lu, J. T.; Zhuang, L. Energy Environ.Sci. 2019, 12, 2455. doi: 10.1039/c9ee01204d

    39. [39]

      Wei, P. F.; Li, H. F.; Lin, L.; Gao, D. F.; Zhang, X. M.; Gong, H. M.; Qing, G. Y.; Cai, R.; Wang, G. X.; Bao, X. H. Sci. China Chem. 2020, doi: 10.1007/s11426-020-9825-9

    40. [40]

      Gutierrez-Guerra, N.; Gonzalez, J. A.; Serrano-Ruiz, J. C.; Lopez-Fernandez, E.; Valverde, J. L.; de Lucas-Consuegra, A. J. Energy Chem. 2019, 31, 46. doi: 10.1016/j.jechem.2018.05.005

    41. [41]

      Patru, A.; Binninger, T.; Pribyl, B.; Schmidt, T. J. J. Electrochem. Soc. 2019, 166, F34. doi: 10.1149/2.1221816jes

    42. [42]

      Xia, C.; Zhu, P.; Jiang, Q.; Pan, Y.; Liang, W. T.; Stavitsk, E.; Alshareef, H. N.; Wang, H. T. Nat. Energy 2019, 4, 776. doi: 10.1038/s41560-019-0451-x

    43. [43]

      Jhong, H. R.; Ma, S. C.; Kenis, P. J. A. Curr. Opin. Chem. Eng. 2013, 2, 191. doi: 10.1016/j.coche.2013.03.005

    44. [44]

      Sanchez, O. G.; Birdja, Y. Y.; Bulut, M.; Vaes, J.; Breugelmans, T.; Pant, D. Curr. Opin. Green Sust. Chem. 2019, 16, 47. doi: 10.1016/j.cogsc.2019.01.005

    45. [45]

      Smith, W. A.; Burdyny, T.; Vermaas, D. A.; Geerlings, H. Joule 2019, 3, 1822. doi: 10.1016/j.joule.2019.07.009

    46. [46]

      Whipple, D. T.; Kenis, P. J. A. J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 3451. doi: 10.1021/jz1012627

    47. [47]

      Carmo, M.; Fritz, D. L.; Merge, J.; Stolten, D. Int. J. Hydrogen Energy 2013, 38, 4901. doi: 10.1016/j.ijhydene.2013.01.151

    48. [48]

      Chen, J. G.; Jones, C. W.; Linic, S.; Stamenkovic, V. R. ACS Catal. 2017, 7, 6392. doi: 10.1021/acscatal.7b02839

    49. [49]

      Ma, W. C.; Xie, S. J.; Liu, T. T.; Fan, Q. Y.; Ye, J. Y.; Sun, F. F.; Jiang, Z.; Zhang, Q. H.; Cheng, J.; Wang, Y. Nat. Catal. 2020, 3, 478. doi: 10.1038/s41929-020-0450-0

    50. [50]

      De Arquer, F. P. G.; Dinh, C. T.; Ozden, A.; Wicks, J.; McCallum, C.; Kirmani, A. R.; Nam, D. H.; Gabardo, C.; Seifitokaldani, A.; Wang, X.; et al. Science 2020, 367, 661. doi: 10.1126/science.aay4217

    51. [51]

      Ebbesen, S. D.; Jensen, S. H.; Hauch, A.; Mogensen, M. B. Chem. Rev. 2014, 114, 10697. doi: 10.1021/cr5000865

    52. [52]

      Martin, A. J.; Larrazabal, G. O.; Perez-Ramirez, J. Green Chem. 2015, 17, 5114. doi: 10.1039/c5gc01893e

    53. [53]

      Scott, S. L.ACS Catal. 2018, 8, 8597. doi: 10.1021/acscatal.8b03199

    54. [54]

      Popovic, S.; Smiljanic, M.; Jovanovic, P.; Vavra, J.; Buonsanti, R.; Hodnik, N. Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 14736. doi: 10.1002/anie.202000617

    55. [55]

      Gao, D. F.; Zhou, H.; Cai, F.; Wang, D. N.; Hu, Y. F.; Jiang, B.; Cai, W. B.; Chen, X. Q.; Si, R.; Yang, F.; et al. Nano Res. 2017, 10, 2181. doi: 10.1007/s12274-017-1514-6

    56. [56]

      Singh, M. R.; Clark, E. L.; Bell, A. T. Phys. Chem. Chem. Phys. 2015, 17, 18924. doi: 10.1039/c5cp03283k

    57. [57]

      Weng, L. C.; Bell, A. T.; Weber, A. Z. Phys. Chem. Chem. Phys. 2018, 20, 16973. doi: 10.1039/c8cp01319e

    58. [58]

      Burdyny, T.; Smith, W. A. Energy Environ Sci. 2019, 12, 1442. doi: 10.1039/c8ee03134g

    59. [59]

      Xiao, L.; Zhang, S.; Pan, J.; Yang, C. X.; He, M. L.; Zhuang, L.; Lu, J. T. Energy Environ Sci. 2012, 5, 7869. doi: 10.1039/c2ee22146b

    60. [60]

      Zhang, H. W.; Shen, P. K. Chem. Rev. 2012, 112, 2780. doi: 10.1021/cr200035s

    61. [61]

      Noh, S.; Jeon, J. Y.; Adhikari, S.; Kim, Y. S.; Bae, C. Acc. Chem. Res. 2019, 52, 2745. doi: 10.1021/acs.accounts.9b00355

    62. [62]

      Kungas, R. J. Electrochem. Soc. 2020, 167, 044508. doi: 10.1149/1945-7111/ab7099

    63. [63]

      Song, Y. F.; Zhang, X. M.; Xie, K.; Wang, G. X.; Bao, X. H. Adv. Mater. 2019, 31, 1902033. doi: 10.1002/adma.201902033

    64. [64]

      Zhang, L. X.; Hu, S. Q.; Zhu, X. F.; Yang, W. S. J. Energy Chem. 2017, 26, 593. doi: 10.1016/j.jechem.2017.04.004

    65. [65]

      Hori, Y.; Kikuchi, K.; Suzuki, S. Chem. Lett. 1985, 14, 1695. doi: 10.1246/cl.1985.1695

    66. [66]

      Hori, Y.; Kikuchi, K.; Murata, A.; Suzuki, S. Chem. Lett. 1986, 15, 897. doi: 10.1246/cl.1986.897

    67. [67]

      Gao, D. F.; Sinev, I.; Scholten, F.; Aran-Ais, R. M.; Divins, N. J.; Kvashnina, K.; Timoshenko, J.; Roldan Cuenya, B. Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 17047. doi: 10.1002/anie.201910155

    68. [68]

      Zhang, B.; Zhang, J.; Hua, M.; Wan, Q.; Su, Z.; Tan, X.; Liu, L.; Zhang, F.; Chen, G.; Tan, D.; et al. J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 13606. doi: 10.1021/jacs.0c06420

    69. [69]

      Xu, H.; Rebollar, D.; He, H.; Chong, L.; Liu, Y.; Liu, C.; Sun, C.-J.; Li, T.; Muntean, J. V.; Winans, R. E.; et al. Nat. Energy 2020, 5, 623. doi: 10.1038/s41560-020-0666-x

    70. [70]

      Pupo, M. M. D.; Kortlever, R. ChemPhysChem 2019, 20, 2926. doi: 10.1002/cphc.201900680

    71. [71]

      Zhu, S. Q.; Jiang, B.; Cai, W. B.; Shao, M. H. J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 15664. doi: 10.1021/jacs.7b10462

    72. [72]

      Dunwell, M.; Lu, Q.; Heyes, J. M.; Rosen, J.; Chen, J. G. G.; Yan, Y. S.; Jiao, F.; Xu, B. J. J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 3774. doi: 10.1021/jacs.6b13287

    73. [73]

      Melchaeva, O.; Voyame, P.; Bassetto, V. C.; Prokein, M.; Renner, M.; Weidner, E.; Petermann, M.; Battistel, A. ChemSusChem 2017, 10, 3660. doi: 10.1002/cssc.201701205

    74. [74]

      Schouten, K. J. P.; Gallent, E. P.; Koper, M. T. M. J. Electroanal. Chem. 2014, 716, 53. doi: 10.1016/j.jelechem.2013.08.033

    75. [75]

      Jouny, M.; Luc, W.; Jiao, F. Nat. Catal. 2018, 1, 748. doi: 10.1038/s41929-018-0133-2

    76. [76]

      Bhargava, S. S.; Proietto, F.; Azmoodeh, D.; Cofell, E. R.; Henckel, D. A.; Verma, S.; Brooks, C. J.; Gewirth, A. A.; Kenis, P. J. A. ChemElectroChem 2020, 7, 2001. doi: 10.1002/celc.202000089

    77. [77]

      Whipple, D. T.; Finke, E. C.; Kenis, P. J. A. Electrochem. Solid State 2010, 13, D109. doi: 10.1149/1.3456590

    78. [78]

      Ma, S.; Luo, R.; Moniri, S.; Lan, Y. C.; Kenis, P. J. A. J. Electrochem. Soc. 2014, 161, F1124. doi: 10.1149/2.1201410jes

    79. [79]

      Verma, S.; Hamasaki, Y.; Kim, C.; Huang, W. X.; Lu, S.; Jhong, H. R. M.; Gewirth, A. A.; Fujigaya, T.; Nakashima, N.; Kenis, P. J. A. ACS Energy Lett. 2018, 3, 193. doi: 10.1021/acsenergylett.7b01096

    80. [80]

      Leonard, M. E.; Clarke, L. E.; Forner-Cuenca, A.; Brown, S. M.; Brushett, F. R. ChemSusChem2020, 13, 400. doi: 10.1002/cssc.201902547

    81. [81]

      Möller, T.; Scholten, F.; Thanh, T. N.; Sinev, I.; Timoshenko, J.; Wang, X.; Jovanov, Z.; Gliech, M.; Roldan Cuenya, B.; Sofia Varela, A.; et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 17974. doi: 10.1002/anie.202007136

    82. [82]

      Moller, T.; Ju, W.; Bagger, A.; Wang, X. L.; Luo, F.; Thanh, T. N.; Varela, A. S.; Rossmeisl, J.; Strasser, P. Energy Environ. Sci. 2019, 12, 640. doi: 10.1039/c8ee02662a

    83. [83]

      Tan, Y. C.; Lee, K. B.; Song, H.; Oh, J. Joule 2020, 4, 1104. doi: 10.1016/j.joule.2020.03.013

    84. [84]

      Martić, N.; Reller, C.; Macauley, C.; Löffler, M.; Reichert, A. M.; Reichbauer, T.; Vetter, K. -M.; Schmid, B.; McLaughlin, D.; Leidinger, P.; et al. Energy Environ. Sci. 2020, 13, 2993. doi: 10.1039/d0ee01100b

    85. [85]

      Zhang, X.; Wang, Y.; Gu, M.; Wang, M.; Zhang, Z.; Pan, W.; Jiang, Z.; Zheng, H.; Lucero, M.; Wang, H.; et al. Nat. Energy 2020, 5, 684. doi: 10.1038/s41560-020-0667-9

    86. [86]

      Ye, K.; Zhou, Z. W.; Shao, J. Q.; Lin, L.; Gao, D. F.; Ta, N.; Si, R.; Wang, G. X.; Bao, X. H. Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 4814. doi: 10.1002/anie.201916538

    87. [87]

      Haas, T.; Krause, R.; Weber, R.; Demler, M.; Schmid, G. Nat. Catal. 2018, 1, 32. doi: 10.1038/s41929-017-0005-1

    88. [88]

      Genovese, C.; Ampelli, C.; Perathoner, S.; Centi, G. J. Energy Chem. 2013, 22, 202. doi: 10.1016/S2095-4956(13)60026-1

    89. [89]

      Gao, D. F.; Cai, F.; Xu, Q. Q.; Wang, G. X.; Pan, X. L.; Bao, X. H. J. Energy Chem. 2014, 23, 694. doi: 10.1016/S2095-4956(14)60201-1

    90. [90]

      Guterrez-Guerra, N.; Valverde, J. L.; Romero, A.; Serrano-Ruiz, J. C.; de Lucas-Consuegra, A. Electrochem. Commun. 2017, 81, 128. doi: 10.1016/j.elecom.2017.06.018

    91. [91]

      Lee, W.; Kim, Y. E.; Youn, M. H.; Jeong, S. K.; Park, K. T. Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 6883. doi: 10.1002/anie.201803501

    92. [92]

      Lee, S.; Ju, H.; Machunda, R.; Uhm, S.; Lee, J. K.; Lee, H. J.; Lee, J. J. Mater. Chem. A2015, 3, 3029. doi: 10.1039/c4ta03893b

    93. [93]

      Fujinuma, N.; Ikoma, A.; Lofland, S. E. Adv. Energy Mater. 2020, doi: 10.1002/aenm.202001645

    94. [94]

      毛庆, 李冰玉, 景维云, 赵健, 刘松, 黄延强, 杜兆龙.电化学, 2020, 26, 359. doi: 10.13208/j.electrochem.190305Mao, Q.; Li, B.; Jing, W.; Zhao, J.; Liu, S.; Huang, Y. Z.; Du, Z. L. J. Electrochem. 2020, 26, 359. doi: 10.13208/j.electrochem.190305

    95. [95]

      Gabardo, C. M.; O'Brien, C. P.; Edwards, J. P.; McCallum, C.; Xu, Y.; Dinh, C. T.; Li, J.; Sargent, E. H.; Sinton, D. Joule 2019, 3, 2777. doi: 10.1016/j.joule.2019.07.021

    96. [96]

      Ren, S. X.; Joulie, D.; Salvatore, D.; Torbensen, K.; Wang, M.; Robert, M.; Berlinguette, C. P. Science 2019, 365, 367. doi: 10.1126/science.aax4608

    97. [97]

      Li, F. W.; Thevenon, A.; Rosas-Hernandez, A.; Wang, Z. Y.; Li, Y. L.; Gabardo, C. M.; Ozden, A.; Dinh, C. T.; Li, J.; Wang, Y. H.; et al. Nature 2020, 577, 509. doi: 10.1038/s41586-019-1782-2

    98. [98]

      Lee, J.; Lim, J.; Roh, C. W.; Whang, H. S.; Lee, H. J. CO2 Util. 2019, 31, 244. doi: 10.1016/j.jcou.2019.03.022

    99. [99]

      Liu, Z. C.; Yang, H. Z.; Kutz, R.; Masel, R. I. J. Electrochem. Soc. 2018, 165, J3371. doi: 10.1149/2.0501815jes

    100. [100]

      Reyes, A.; Jansonius, R. P.; Mowbray, B. A. W.; Cao, Y.; Wheeler, D. G.; Chau, J.; Dvorak, D. J.; Berlinguette, C. P. ACS Energy Lett. 2020, 5, 1612. doi: 10.1021/acsenergylett.0c00637

    101. [101]

      Lee, W. H.; Ko, Y. -J.; Choi, Y.; Lee, S. Y.; Choi, C. H.; Hwang, Y. J.; Min, B. K.; Strasser, P.; Oh, H. -S. Nano Energy 2020, 76, 105030. doi: 10.1016/j.nanoen.2020.105030

    102. [102]

      Ma, C.; Hou, P. F.; Wang, X. P.; Wang, Z.; Li, W. T.; Kang, P. Appl. Catal. B-Environ. 2019, 250, 347. doi: 10.1016/j.apcatb.2019.03.041

    103. [103]

      Hou, P. F.; Wang, X. P.; Wang, Z.; Kang, P. ACS Appl. Mater. Interfaces 2018, 10, 38024. doi: 10.1021/acsami.8b11942

    104. [104]

      Wang, G. L.; Pan, J.; Jiang, S. P.; Yang, H. J. CO2 Util. 2018, 23, 152. doi: 10.1016/j.jcou.2017.11.010

    105. [105]

      Ozden, A.; Li, F.; de Arquer, P. G.; Rosas-Hernández, A.; Thevenon, A.; Wang, Y.; Hung, S. -F.; Wang, X.; Chen, B.; Li, J.; et al. ACS Energy Lett. 2020, 5, 2811. doi: 10.1021/acsenergylett.0c01266

    106. [106]

      Pavel, C. C.; Cecconi, F.; Emiliani, C.; Santiccioli, S.; Scaffidi, A.; Catanorchi, S.; Comotti, M. Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 1378. doi: 10.1002/anie.201308099

    107. [107]

      Endrodi, B.; Kecsenovity, E.; Samu, A.; Darvas, F.; Jones, R. V.; Torok, V.; Danyi, A.; Janaky, C. ACS Energy Lett. 2019, 4, 1770. doi: 10.1021/acsenergylett.9b01142

    108. [108]

      Ziv, N.; Mustain, W. E.; Dekel, D. R. ChemSusChem 2018, 11, 1136. doi: 10.1002/cssc.201702330

    109. [109]

      Larrazabal, G. O.; Strom-Hansen, P.; Heli, J. P.; Zeiter, K.; Therldldsen, K. T.; Chorkendorff, I.; Seger, B. ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 41281. doi: 10.1021/acsami.9b13081

    110. [110]

      Ma, M.; Clark, E. L.; Therkildsen, K. T.; Dalsgaard, S.; Chorkendorff, I.; Seger, B. Energy Environ. Sci. 2020, 13, 977. doi: 10.1039/d0ee00047g

    111. [111]

      Oener, S. Z.; Foster, M. J.; Boettcher, S. W. Science 2020, 369, 1099. doi: 10.1126/science.aaz1487

    112. [112]

      Salvatore, D. A.; Weekes, D. M.; He, J. F.; Dettelbach, K. E.; Li, Y. G. C.; Mallouk, T. E.; Berlinguette, C. P. ACS Energy Lett. 2018, 3, 149. doi: 10.1021/acsenergylett.7b01017

    113. [113]

      Li, Y. G. C.; Zhou, D. K.; Yan, Z. F.; Goncalves, R. H.; Salvatore, D. A.; Berlinguette, C. P.; Mallouk, T. E. ACS Energy Lett. 2016, 1, 1149. doi: 10.1021/acsenergylett.6b00475

    114. [114]

      Vermaas, D. A.; Smith, W. A. ACS Energy Lett. 2016, 1, 1143. doi: 10.1021/acsenergylett.6b00557

    115. [115]

      Lin, M.; Han, L. H.; Singh, M. R.; Xiang, C. X. ACS Appl. Energy Mater. 2019, 2, 5843. doi: 10.1021/acsaem.9b00986

    116. [116]

      Ramdin, M.; Morrison, A. R. T.; de Groen, M.; van Haperen, R.; de Kler, R.; van den Broeke, L. J. P.; Trusler, J. P. M.; de Jong, W.; Vlugt, T. J. H. Ind. Eng. Chem. Res. 2019, 58, 1834. doi: 10.1021/acs.iecr.8b04944

    117. [117]

      Chen, Y. Y.; Vise, A.; Klein, W. E.; Cetinbas, F. C.; Myers, D. J.; Smith, W. A.; Deutsch, T. G.; Neyerlin, K. C. ACS Energy Lett. 2020, 5, 1825. doi: 10.1021/acsenergylett.0c00860

    118. [118]

      Zhang, J.; Luo, W.; Zuttel, A. J. Catal. 2020, 385, 140. doi: 10.1016/j.jcat.2020.03.013

    119. [119]

      Li, Y. G. C.; Yan, Z. F.; Hitt, J.; Wycisk, R.; Pintauro, P. N.; Mallouk, T. E. Adv. Sustain. Syst. 2018, 2, 1700187. doi: 10.1002/adsu.201700187

    120. [120]

      Endrodi, B.; Kecsenovity, E.; Samu, A.; HalmAgyi, T.; Rojas-Carbonell, S.; Wang, L.; Yan, Y.; Janaky, C. Energy Environ. Sci. 2020, doi: 10.1039/d0ee02589e

    121. [121]

      Gabardo, C. M.; Seifitokaldani, A.; Edwards, J. P.; Dinh, C. T.; Burdyny, T.; Kibria, M. G.; O'Brien, C. P.; Sargent, E. H.; Sinton, D. Energy Environ. Sci. 2018, 11, 2531. doi: 10.1039/c8ee01684d

    122. [122]

      Ripatti, D. S.; Veltman, T. R.; Kanan, M. W. Joule 2019, 3, 240. doi: 10.1016/j.joule.2018.10.007

    123. [123]

      Zhang, B. A.; Costentin, C.; Nocera, D. G. Joule 2019, 3, 1565. doi: 10.1016/j.joule.2019.05.017

    124. [124]

      Dinh, C. T.; Li, Y. G. C.; Sargent, E. H. Joule 2019, 3, 13. doi: 10.1016/j.joule.2018.10.021

    125. [125]

      Handoko, A. D.; Wei, F. X.; Jenndy; Yeo, B. S.; Seh, Z. W. Nat. Catal. 2018, 1, 922. doi: 10.1038/s41929-018-0182-6

    126. [126]

      Li, X. D.; Wang, S. M.; Li, L.; Sun, Y. F.; Xie, Y. J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 9567. doi: 10.1021/jacs.0c02973

    127. [127]

      Zhang, Z. S.; Melo, L.; Jansonius, R. P.; Habibzadeh, F.; Grant, E. R.; Berlinguette, C. P. ACS Energy Lett. 2020, 5, 3101. doi: 10.1021/acsenergylett.0c01606

    128. [128]

      Shi, R.; Guo, J. H.; Zhang, X. R.; Waterhouse, G. I. N.; Han, Z. J.; Zhao, Y. X.; Shang, L.; Zhou, C.; Jiang, L.; Zhang, T. R. Nat. Commun. 2020, 11, 3028. doi: 10.1038/s41467-020-16847-9

    129. [129]

      Arán-Ais, R. M.; Rizo, R.; Grosse, P.; Algara-Siller, G.; Dembele, K.; Plodinec, M.; Lunkenbein, T.; Chee, S. W.; Roldan Cuenya, B. Nat. Commun. 2020, 11, 3489. doi: 10.1038/s41467-020-17220-6

    130. [130]

      Salvatore, D.; Berlinguette, C. P. ACS Energy Lett. 2020, 5, 2150. doi: 10.1021/acsenergylett.9b02356

    131. [131]

      Verma, S.; Lu, S.; Kenis, P. J. A. Nat. Energy 2019, 4, 466. doi: 10.1038/s41560-019-0374-6

    132. [132]

      Song, Y. F.; Zhao, Y. H.; Nan, G. Z.; Chen, W.; Guo, Z. K.; Li, S. G.; Tang, Z. Y.; Wei, W.; Sun, Y. H. Appl. Catal. B-Environ. 2020, 270, 118888. doi: 10.1016/j.apcatb.2020.118888

    133. [133]

      Dresp, S.; Thanh, T. N.; Klingenhof, M.; Bruckner, S.; Hauke, P.; Strasser, P. Energy Environ. Sci. 2020, 13, 1725. doi: 10.1039/d0ee01125h

    134. [134]

      Vass, A.; Endrodi, B.; Janaky, C. Curr. Opin. Electrochem. 2020, doi: 10.1016/j.coelec.2020.08.003

    135. [135]

      Medvedeva, X. V.; Medvedev, J. J.; Tatarchuk, S. W.; Choueiri, R. M.; Klinkova, A. Green Chem. 2020, 22, 4456. doi: 10.1039/d0gc01754j

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  189
  • 文章访问数:  2654
  • HTML全文浏览量:  1033
文章相关
  • 发布日期:  2021-05-15
  • 收稿日期:  2020-09-04
  • 接受日期:  2020-09-24
  • 修回日期:  2020-09-24
  • 网络出版日期:  2020-10-09
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章