La espectroscopia infrarroja in situ revela alcalinidad persistente cerca de las superficies de los electrodos...

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.