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La espectroscopia infrarroja in situ revela alcalinidad persistente cerca de las superficies de los electrodos durante la electrorreducción de CO2

  • 0Materials for Energy Conversion and Storage (MECS), Department of Chemical Engineering , Delft University of Technology , 2629 HZ Delft , The Netherlands.
Journal of the American Chemical Society +

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17 de septiembre de 2019

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17 de septiembre de 2019

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Resumen

Este resumen es generado por máquina.

Los estudios electroquímicos de reducción de dióxido de carbono pueden ser defectuosos. Los amortiguadores de fosfato no mantienen el pH en las superficies de los electrodos, lo que complica las relaciones estructura-actividad e indica limitaciones de transporte de masa en la mayoría de las investigaciones de reducción de CO2 catalizadas por cobre.

Área De La Ciencia

  • La electroquímica
  • Catálisis
  • Energía renovable

Sus Antecedentes

  • La reducción electroquímica de dióxido de carbono convierte la electricidad en productos químicos/combustibles.
  • Los avances del catalizador mejoran la selectividad y la actividad.
  • Los gradientes de pH y concentración interfaciales complican las relaciones estructura-actividad.

Objetivo Del Estudio

  • Investigar los cambios de pH interfacial durante la electrorreducción de CO2 en el cobre.
  • Determinar la eficacia de los amortiguadores de fosfato en el mantenimiento del pH.
  • Evaluar el impacto de los gradientes de concentración en el rendimiento del electrocatalizador.

Principales Métodos

  • Espectroscopia de absorción de infrarrojos mejorada en superficie in situ (SEIRAS).
  • Modelado computacional.
  • Experimentos electroquímicos con electrodos de cobre.

Principales Resultados

  • Los amortiguadores de fosfato no pueden mantener el pH interfacial durante la electrorreducción de CO2 a bajas densidades de corriente (<10 mA/cm2).
  • Se observó que el pH de la superficie era hasta 5 unidades más alto que el pH total.
  • El aumento de la capacidad de amortiguamiento condujo a un aumento de la producción de hidrógeno y la descomposición del amortiguador.

Conclusiones

  • La mayoría de los estudios sobre la reducción electroquímica de CO2 a hidrocarburos probablemente se llevaron a cabo bajo limitaciones de transporte masivo.
  • Los gradientes de concentración tienen un impacto significativo en la selectividad, la actividad y el análisis cinético.
  • Los estudios de la relación estructura-actividad deben tener en cuenta los efectos del transporte masivo.

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