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Accès ouvert déclaré 2026 article

Defect Chemistry in Rare-Earth High-Entropy Oxides for Solar-Driven CO2 Conversion

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Résumé fourni par la source

Abstract Up to date, the development of highly efficient, visible light-active catalysts remains a formidable challenge due to the enhanced rising of atmospheric CO2 concentration. This study discusses a class of ceria-based high-entropy oxides designed to optimize charge carrier dynamics, surface reactivity, and CO2 activation efficiency. Due to the advantages of high configurational entropy and multi-element synergy, these materials achieved improved photocatalytic performance, surpassing conventional ceria-based systems. Structural and spectroscopic analyses reveal that Pr3+/Pr4+ redox pairs and abundant oxygen vacancies create an electronically disordered yet thermodynamically stable environment, which enhances charge separation and suppresses electron-hole recombination. Photocatalytic experiments demonstrated that Ce0.2Zr0.2La0.2Pr0.2Sm0.2O2−δ (CZLPS) achieves the highest CO2 conversion rate, reaching a conversion of 20.3% under visible light irradiation, significantly surpassing pure ceria (1.4%), with a calculated space-time yield (STY) of 10.15 molCOkg–1h–1 under the same conditions. First-principles density functional theory (DFT) simulations were employed to investigate the CO2 reduction mechanism on CZLPS catalysts. The study elucidates the Gibbs free energy changes (ΔG) for each step of the reaction pathways leading to CO and HCOOH formation, highlighting the Zr site of CZLPS as the most active for the CO2RR, which is responsible for the outstanding catalytic activity.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Defect Chemistry in Rare-Earth High-Entropy Oxides for Solar-Driven CO2 Conversion
Date Crossref
14/04/2026
Éditeur
American Chemical Society (ACS)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude et ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Institutions déclarées

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Sujets associés

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