Urchin-like Gold Nanoneedle for Efficient Electrocatalytic CO2 Reduction

doi:10.7503/cjcu20210408

Abstract

Abstract:

Electrocatalytic CO₂ reduction is one of the effective strategies to solve today’s energy and environmental crisis， in which reducing CO₂ to CO is the first and the most critical step. However， the low solubility of CO₂ in electrolyte greatly limits its reaction dynamics and product selectivity. In this work， a seed-mediated growth method without any surfactants was applied to synthesize gold nanoparticles with an urchin-like structure. The electric field at the tip of the needle can effectively enrich electrolyte cations and increase the local concentration of CO₂， thereby increasing the current density and Faraday efficiency（FE_CO） of the catalyst， which can reach 96% at -0.6 V（vs. RHE）. Electrochemical performance tests have also shown that the high selectivity is attributed to its unique needle structure and surface defects.

Key words: Electrocatalytic CO₂ reduction, Seed-mediated growth method, Reaction dynamics, Tip electric field effect

CLC Number:

O643.36

TrendMD:

ZHANG Xiang, XIE Xulan, XIONG Likun, PENG Yang. Urchin-like Gold Nanoneedle for Efficient Electrocatalytic CO₂ Reduction[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2021, 42(9): 2824.

Figures/Tables 9

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Sample （mass ratio of Au/Ag）	Element	Content/（mg·L^-1）
Au nanomeatball（22.95）	Ag	1.39
	Au	31.90
Au nanourchin（39.48）	Ag	0.88
	Au	34.74
Au nanoflower（51.78）	Ag	0.69
	Au	35.73

Sample （mass ratio of Au/Ag）	Element	Content/（mg·L^-1）
Au nanomeatball（22.95）	Ag	1.39
	Au	31.90
Au nanourchin（39.48）	Ag	0.88
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