Nat. Commun.:分子水平见解,脉冲电化学CO2还原

文摘   2024-11-15 18:01   湖南  
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研究背景

发生在电极/电解质界面的电化学CO2还原反应(CO2RR)对电位极化和浓度极化都很敏感。与固定电位下的静态电解相比,阳极和阴极交变电位下的脉冲电解是一种有趣的方法,它不仅可以重建表面结构,还可以调节阴极附近电解质侧的局部pH和质量传递。

本文要点

1. 通过结合亚秒时间分辨率和一维扩散曲线模拟在线质谱研究,发现在阳极脉冲后,表面CO2浓度的升高促进了多晶Ag和Cu电极的CO2RR。
2. 温和的氧化脉冲会产生粗糙的表面拓扑结构,其中Ag或Cu位点不协调,分别提供最佳的CO2-to-CO和CO2-to-C2+性能。

3. 表面增强红外吸收光谱揭示了*CO和*OCHO对Ag的潜在依赖性,以及氧化脉冲后*CO对欠配位Cu的消耗率逐渐提高,在分子水平上将CO2RR的表观选择性与动态界面化学直接联系起来。  

图文内容

Fig. 1. Pulsed electrolysis on Ag electrode.

(图片来源:Nat. Commun.

         

 

         

 

    

Fig. 2. In situ electrochemical ATR-SEIRAS results on Ag electrode.

(图片来源:Nat. Commun.

         

 

         

 

Fig. 3. Representative Cu-catalyzed CO2 reduction activity and selectivity as assessed by online DEMS.

(图片来源:Nat. Commun.

         

 

         

 

    

Fig. 4. In situ electrochemical ATR-SEIRAS results on Cu electrode.

(图片来源:Nat. Commun.



Fig. 5. Cu electrodes characterization.
(图片来源:Nat. Commun.

文献信息

Ke Ye, Seoin Back*, Wen-Bin Cai*, Kun Jiang* et alMolecular level insights on the pulsed electrochemical CO2 reduction.Nat. Commun. 2024.
DOI:10.1038/s41467-024-54122-3
https://doi.org/10.1038/s41467-024-54122-3
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