Pattern formation during electrocatalytic reactions on Pt film-electrodes: An in situ, time-resolved, spatially two-dimensional infrared absorption spectroscopy study

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Die Elektrooxidation von Kohlenmonoxid (CO) ist eine der wichtigsten elektrokatalytischenReaktionen: Sie ist zum einen die prototypische Modellreaktion, an der Konzepte derElektrokatalyse entwickelt und getestet wurden. Zum anderen stellt die Vergiftung vonElektroden durch adsorbiertes CO ein Hauptproblem bei Elektrooxidationsreaktionen vonorganischen Molekülen dar, was bei vielen Anwendungen, allen voran beiNiedertemperaturbrennstoffzellen, ein großes Problem darstellt. Daher ist sie auch eine derbestuntersuchten elektrochemischen Reaktionen. Neuere Studien haben gezeigt, dass währendder Reaktion spontan selbstorganisierte raum-zeitliche Adsorbat- und Reaktivitätsmusterauftreten können. Ihre Untersuchung scheiterte bisher jedoch an geeigneten, räumlichauflösenden in-situ Methoden. Wir haben es kürzlich geschafft, die räumliche Verteilung vonadsorbiertem Kohlenmonoxid mittels räumlich aufgelöster Infrarot(IR)-Absorptionsspektroskopie unter stationären Reaktionsbedingungen zu messen. In diesemProjekt möchten wir raum-zeitliche Muster, die während der Elektrooxidation vonKohlenmonoxid und von Wasserstoff-Kohlenmonoxid-Gemischen auftreten, mit diesembisher weltweit einzigartigen IR-Aufbau untersuchen. Es ist zu erwarten, dass dieUntersuchungen das bisherige Bild von der Elektrooxidation von Kohlenmonoxid erheblicherweitern werden. Darüber hinaus deuten unsere Vorarbeiten darauf hin, dass ungewöhnlicheInstabilitäten und Muster auftreten, so dass das Projekt auch einen Beitrag zu allgemeinenFragen der Nichtlinearen Dynamik liefert.