DOI 10.1038/s41467-025-57464-8
Lanthanide single-atom catalysts for efficient CO2-to-CO electroreduction.
Аннотация
Single-atom catalysts (SACs) have received increasing attention due to their 100% atomic utilization efficiency. The electrochemical CO2 reduction reaction (CO2RR) to CO using SAC offers a promising approach for CO2 utilization, but achieving facile CO2 adsorption and CO desorption remains challenging for traditional SACs. Instead of singling out specific atoms, we propose a strategy utilizing atoms from the entire lanthanide (Ln) group to facilitate the CO2RR. Density functional theory calculations, operando spectroscopy, and X-ray absorption spectroscopy elucidate the bridging adsorption mechanism for a representative erbium (Er) single-atom catalyst. As a result, we realize a series of Ln SACs spanning 14 elements that exhibit CO Faradaic efficiencies exceeding 90%. The Er catalyst achieves a high turnover frequency of ~130,000 h-1 at 500 mA cm-2. Moreover, 34.7% full-cell energy efficiency and 70.4% single-pass CO2 conversion efficiency are obtained at 200 mA cm-2 with acidic electrolyte. This catalytic platform leverages the collective potential of the lanthanide group, introducing new possibilities for efficient CO2-to-CO conversion and beyond through the exploration of unique bonding motifs in single-atom catalysts.
Подготовка и перевод публикации
Обработка статьи · этапы, ошибки и управление
Ошибки и ограничения
История · было → стало
Состояние обновляется каждые 5 секунд, пока блок открыт. Процент показывается только там, где известен объём работы. Пауза останавливает продолжение этапа; текущий запрос к источнику может завершиться.
Тип публикации указан по данным источника. Уровень доказательности автоматически не присваивается.