Electrokinetic and in situ spectroscopic investigations of CO electrochemical reduction on copper.
Electrokinetic and in situ spectroscopic investigations of CO electrochemical reduction on copper.
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CO在铜上电化学还原的动电学和原位光谱研究
DOI：
10.1038/s41467-021-23582-2
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发表时间：
2021-06-01
影响因子：
16.6
通讯作者：
Lu Q
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Li J;Chang X;Zhang H;Malkani AS;Cheng MJ;Xu B;Lu Q
严格的电动力学结果是理解电化学CO还原反应(CORR)反应机理的关键，然而，大多数已报道的结果都受到CO传质限制的影响。在这项工作中，我们用气体扩散型电极测定了无传质的Corr动力学，并用原位表面增强振动光谱确定了催化剂表面物种对电解液pH的依赖关系。根据测量的Tafel斜率和反应级数，我们证明了C2+产物的形成速度很可能受到CO吸附的二聚化的限制。在弱(7 <； pH <； 11)和强(pH >； 11)碱性电解液中，CO通过质子耦合电子转移和吸附氢原子的化学氢化步骤限制了CH4的生成。此外，CH4和C2+产物可能形成在不同类型的活性中心上。
Rigorous electrokinetic results are key to understanding the reaction mechanisms in the electrochemical CO reduction reaction (CORR), however, most reported results are compromised by the CO mass transport limitation. In this work, we determined mass transport-free CORR kinetics by employing a gas-diffusion type electrode and identified dependence of catalyst surface speciation on the electrolyte pH using in-situ surface enhanced vibrational spectroscopies. Based on the measured Tafel slopes and reaction orders, we demonstrate that the formation rates of C2+products are most likely limited by the dimerization of CO adsorbate. CH4production is limited by the CO hydrogenation step via a proton coupled electron transfer and a chemical hydrogenation step of CO by adsorbed hydrogen atom in weakly (7 < pH < 11) and strongly (pH > 11) alkaline electrolytes, respectively. Further, CH4and C2+products are likely formed on distinct types of active sites.
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影响因子：
12.9
作者：
Chang, Xiaoxia;Zhao, Yaran;Xu, Bingjun
通讯作者：
Xu, Bingjun
DOI：
10.1073/pnas.1612106114
发表时间：
2017-02-21
影响因子：
11.1
作者：
Cheng, Tao;Xiao, Hai;Goddard, William A., III
通讯作者：
Goddard, William A., III
影响因子：
12.9
作者：
Exner, Kai S.
通讯作者：
Exner, Kai S.
原位拉曼光谱揭示 Cu(111) 和多晶铜表面电化学氧化的早期阶段
影响因子：
15
作者：
Bodappa, Nataraju;Su, Min;Li, Jian-Feng
通讯作者：
Li, Jian-Feng
影响因子：
37.8
作者：
Jouny, Matthew;Hutchings, Gregory S.;Jiao, Feng
通讯作者：
Jiao, Feng