Bridging the pressure gap in the electrochemical promotion of heterogeneously catalyzed reactions at metal/solid electrolyte interfaces: restructuring effects and morphological changes

弥合金属/固体电解质界面电化学促进非均相催化反应的压力差距:重组效应和形态变化

基本信息

项目摘要

Porous metal electrodes interfaced to a solid electrolyte can be used for electrochemically promoting a heterogeneously catalyzed reaction (EPOC); applying an electric potential can increase the catalytic rate in a nonFaradaic way, that is the rate increase can surmount the amount of transported ions by more than a factor of 100,000. This EPOC effect has been demonstrated for about 100 reaction systems. In the preceding project we used ethylene oxidation over Pt/YSZ (= yttrium stabilized zirconia) as model system to elucidate the mechanism of electrochemical promotion. It was shown that the promotion effect is mainly due to the spillover of discharged oxygen ions onto the Pt metal surface. In this part we want to demonstrate that restructuring and morphological changes of the metal surface contribute to the activation of the catalyst. Using a socalled environmental scanning electron microscope (ESEM) which allows in situ studies of the metal surface with a resolution of nm up to a pressure of roughly 20 mbar we will use ethylene oxidation over Pt/YSZ and Ag/YSZ catalysts to verify the effects of reaction and potential-induced restructuring of the electrode surface.
多孔金属电极与固体电解质连接可用于电化学促进多相催化反应(EPOC);施加电势可以以非法拉第方式提高催化速度,即速度增加可超过离子输运量100,000倍以上。这种EPOC效应已经在大约100个反应体系中得到了验证。在前面的项目中,我们以Pt/YSZ(=Y稳定的氧化锆)上的乙烯氧化为模型体系,阐明了电化学促进的机理。结果表明,这种促进作用主要是由于放电氧离子对金属铂表面的溢出作用所致。在这一部分中,我们想要证明金属表面的结构和形态变化有助于催化剂的活化。利用所谓的环境扫描电子显微镜(ESEM),我们将在铂/YSZ和银/YSZ催化剂上使用乙烯氧化来验证反应和电位诱导的电极表面重构的影响。

项目成果

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Effect of anodic polarization on the free-floating parts at Pt/YSZ catalyst electrode
阳极极化对 Pt/YSZ 催化剂电极自由浮动部分的影响
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  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Arafat Toghan;Ronald Imbihl
  • 通讯作者:
    Ronald Imbihl
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
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  • 作者:
    Arafat Toghan;Ronald Imbihl
  • 通讯作者:
    Ronald Imbihl
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