Catalyst Aggregation Matters for Immobilized Molecular CO2RR Electrocatalysts

化学 催化作用 氧化还原 拉曼光谱 化学工程 电解 电化学 选择性 阴极 组合化学 纳米技术 无机化学 有机化学 电极 材料科学 物理化学 工程类 物理 光学 电解质
作者
Shaoxuan Ren,Eric W. Lees,Camden Hunt,Andrew Jewlal,Yongwook Kim,Zishuai Zhang,Benjamin A. W. Mowbray,Arthur G. Fink,Luke Melo,Edward R. Grant,Curtis P. Berlinguette
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:145 (8): 4414-4420 被引量:106
标识
DOI:10.1021/jacs.2c08380
摘要

Here, we detail how the catalytic behavior of immobilized molecular electrocatalysts for the CO2 reduction reaction (CO2RR) can be impacted by catalyst aggregation. Operando Raman spectroscopy was used to study the CO2RR mediated by a layer of cobalt phthalocyanine (CoPc) immobilized on the cathode of an electrochemical flow reactor. We demonstrate that during electrolysis, the oxidation state of CoPc in the catalyst layer is dependent upon the degree of catalyst aggregation. Our data indicate that immobilized molecular catalysts must be dispersed on conductive supports to mitigate the formation of aggregates and produce meaningful performance data. We leveraged insights from this mechanistic study to engineer an improved CO-forming immobilized molecular catalyst─cobalt octaethoxyphthalocyanine (EtO8-CoPc)─that exhibited high selectivity (FECO ≥ 95%), high partial current density (JCO ≥ 300 mA/cm2), and high durability (ΔFECO < 0.1%/h at 150 mA/cm2) in a flow cell. This work demonstrates how to accurately identify CO2RR active species of molecular catalysts using operando Raman spectroscopy and how to use this information to implement improved molecular electrocatalysts into flow cells. This work also shows that the active site of CoPc during CO2RR catalysis in a flow cell is the metal center.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
grace135完成签到 ,获得积分10
2秒前
高大的千秋完成签到,获得积分10
3秒前
baldman发布了新的文献求助10
3秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
Jenste完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
雲樂完成签到 ,获得积分10
5秒前
8秒前
VK2801发布了新的文献求助10
8秒前
爱学习小LI完成签到 ,获得积分10
12秒前
科研通AI2S应助Dou_Xiaowen采纳,获得10
13秒前
机智友蕊完成签到 ,获得积分10
13秒前
撒大苏打发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
baldman完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
花开富贵完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
快乐人杰完成签到,获得积分10
18秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
19秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
19秒前
撒大苏打完成签到,获得积分10
20秒前
chengqin完成签到 ,获得积分10
20秒前
20秒前
科研通AI6.1应助康康采纳,获得10
20秒前
21秒前
MoPunk发布了新的文献求助10
21秒前
22秒前
23秒前
24秒前
小二郎应助feihua1采纳,获得20
25秒前
SibetHu发布了新的文献求助20
26秒前
26秒前
26秒前
cocopan发布了新的文献求助150
26秒前
26秒前
26秒前
26秒前
xh发布了新的文献求助10
27秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Quaternary Science Reference Third edition 6000
Encyclopedia of Forensic and Legal Medicine Third Edition 5000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 2000
Global Ingredients & Formulations Guide 2014, Hardcover 1000
Research for Social Workers 1000
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5811178
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5896393
关于积分的说明 15531241
捐赠科研通 4935406
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2657721
邀请新用户注册赠送积分活动 1604064
关于科研通互助平台的介绍 1559234