Absence of CO2 electroreduction on copper, gold and silver electrodes without metal cations in solution

超微电极 电解质 无机化学 化学 循环伏安法 金属 铂金 电极 电化学 反应机理 支撑电解质 氧化还原 催化作用 物理化学 有机化学
作者
Mariana C. O. Monteiro,Federico Dattila,Bellenod J. L. Hagedoorn,Rodrigo Garcı́a-Muelas,Núria Lopéz,Marc T. M. Koper
出处
期刊:Nature Catalysis [Springer Nature]
卷期号:4 (8): 654-662 被引量:573
标识
DOI:10.1038/s41929-021-00655-5
摘要

The electrocatalytic reduction of carbon dioxide is widely studied for the sustainable production of fuels and chemicals. Metal ions in the electrolyte influence the reaction performance, although their main role is under discussion. Here we studied CO2 reduction on gold electrodes through cyclic voltammetry and showed that, without a metal cation, the reaction does not take place in a pure 1 mM H2SO4 electrolyte. We further investigated the CO2 reduction with and without metal cations in solution using scanning electrochemical microscopy in the surface-generation tip-collection mode with a platinum ultramicroelectrode as a CO and H2 sensor. CO is only produced on gold, silver or copper if a metal cation is added to the electrolyte. Density functional theory simulations confirmed that partially desolvated metal cations stabilize the CO2– intermediate via a short-range electrostatic interaction, which enables its reduction. Overall, our results redefine the reaction mechanism and provide definitive evidence that positively charged species from the electrolyte are key to stabilize the crucial reaction intermediate. Metal cations present in the electrolyte are known to influence the performance in CO2 electroreduction, but their specific role remains under discussion. Now, it is shown that the reaction can only take place in the presence of such cations, which are required to stabilize negatively charged reaction intermediates.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
互助遵法尚德应助fei采纳,获得10
1秒前
高挑的紫安完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
不许放羊完成签到 ,获得积分10
3秒前
细心的语蓉完成签到,获得积分10
3秒前
打打应助笑傲采纳,获得10
5秒前
义气绿柳发布了新的文献求助10
6秒前
香蕉觅云应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
852应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
oceanao应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
充电宝应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
共享精神应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
12秒前
CipherSage应助优雅的迎彤采纳,获得10
12秒前
wrx完成签到,获得积分10
16秒前
18秒前
18秒前
义气绿柳完成签到,获得积分10
19秒前
脑洞疼应助wrx采纳,获得10
19秒前
超级不言完成签到,获得积分10
20秒前
陈可霖发布了新的文献求助10
21秒前
减肥为窈窕完成签到,获得积分10
23秒前
23秒前
俊熙C发布了新的文献求助10
25秒前
26秒前
qazx完成签到,获得积分10
28秒前
29秒前
YBW发布了新的文献求助10
29秒前
Jasper应助俊熙C采纳,获得10
29秒前
笑傲发布了新的文献求助10
33秒前
33秒前
喵喵发文章啦完成签到,获得积分20
35秒前
40秒前
41秒前
李健的小迷弟应助综述王采纳,获得10
44秒前
knowledge159发布了新的文献求助10
45秒前
彭于彦祖应助what采纳,获得20
45秒前
赫连涵柏完成签到,获得积分10
46秒前
高分求助中
Evolution 10000
Becoming: An Introduction to Jung's Concept of Individuation 600
Ore genesis in the Zambian Copperbelt with particular reference to the northern sector of the Chambishi basin 500
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
A new species of Velataspis (Hemiptera Coccoidea Diaspididae) from tea in Assam 500
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 500
The Kinetic Nitration and Basicity of 1,2,4-Triazol-5-ones 440
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3164126
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2814873
关于积分的说明 7906837
捐赠科研通 2474446
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1317493
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 631818
版权声明 602228