journal article·2025-03Open access

Unveiling the Roles of Lattice Strain by Ni Exsolution on Photothermal Reduction of CO 2 Activity in BaTiO 3 Catalyst

Qinghao Li, Qiankai Zhang, Chao Zeng, Kaiyue Xing, Jiaxi Niu, Haiyang Wang, Zixuan Xue, Bing Xiao, Kai Wu, Jun Zhou

Small· Volume 21· Issue 10

Abstract

Abstract The lattice strain influences crystal orientation, facets exposed to external light, and atom rearrangement strongly to affect catalytic activity. However, how to rationally design a metal‐oxide heterojunction catalyst with featuring lattice strain is a great challenge. Herein, a facile method is adopted to induce lattice strain upon in situ exsolution of Ni nanoparticles from Ba 0.9 Ti 0.9 Ni 0.1 O 3‐δ (BTNO) perovskite oxide, hereby enhancing the photothermal reduction of CO 2 . Lattice strain and Ni‐exsolution dual regulation ensure that the Ni‐anchored BTNO catalyst displays superb photothermal reduction activity of CO 2 . It shows a CO yield of 40.50 mmol g cat −1 h −1 and a CH 4 yield of 19.62 mmol g cat −1 h −1 , which are 14 and 73 times higher than those of BaTiO 3 . In addition, in situ DRIFTS and density functional theory (DFT) calculations reveal the CO 2 reduction pathways and strain modulates the interfacial band structure and enhances the transfer of photogenerated charge. Consequently, this study provides a new approach for achieving highly efficient photothermal catalytic reduction of CO 2 through strain engineering.
Source: crossref · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Advanced Photocatalysis Techniques · Electronic and Structural Properties of Oxides · Copper-based nanomaterials and applications

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Center of Nanomaterials for Renewable Energy State Key Laboratory of Electrical Insulation and Power Equipment Xi'an Jiaotong University Xi'an 710049 China

Funding

National Natural Science Foundation of China · State Key Laboratory of Electrical Insulation and Power Equipment

References (80)

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