Correlación entre la cobertura de CO y la electrorreducción de CO en Cu mediante investigaciones espectroscópicas y...

Área de la Ciencia:

• La electroquímica
• Ciencias de la superficie
• Catálisis

Sus antecedentes:

• El mecanismo de la reacción de reducción de monóxido de carbono (CORR) en el cobre (Cu) sigue siendo incompletamente entendido, particularmente con respecto al papel de la cobertura superficial absoluta de monóxido de carbono (CO).
• La cuantificación de la cobertura de CO en condiciones electrocatalíticas relevantes es crucial para elucidar las vías de CORR.

Objetivo del estudio:

• Para determinar el límite superior absoluto y la cobertura de saturación de CO en los electrocatalizadores de Cu.
• Investigar la influencia de la cobertura de CO en la actividad del CORR y la selectividad de los productos.
• Explorar posibles nuevos mecanismos de reacción a altas presiones de CO.

Principales métodos:

• Se utilizó la espectroscopia de infrarrojos mejorada por superficie (SEIR) en una célula espectroelectroquímica personalizada para medir la cobertura de CO.
• Funcionan con presiones de CO hasta 60 barg y presión atmosférica.
• Determinadas actividades del CORR y distribución de productos (productos C2+) bajo diferentes presiones de CO.

Principales resultados:

• Se ha establecido el límite superior de la cobertura de CO en 0,05 monocapa y la cobertura de saturación en aproximadamente 0,25 monocapa en condiciones electrocatalíticas.
• Las órdenes de reacción calculadas para los productos de C2+ con respecto al CO adsorbido fueron inferiores a la unidad, lo que indica que el acoplamiento de CO no determina la velocidad.
• El aumento de la cobertura de CO desplazó la selectividad hacia los oxigenados (por ejemplo, el acetato) sobre el etileno y condujo a la detección de productos poco comunes como el etano y el etileno glicol.

Conclusiones:

• El estudio proporciona la primera cuantificación absoluta de la cobertura de CO durante el CORR en Cu.
• La cobertura de CO tiene un impacto significativo en la selectividad de CORR, con una mayor cobertura que favorece la formación de oxigenados.
• Las presiones elevadas de CO pueden facilitar nuevas vías de acoplamiento C-C, lo que lleva a la formación de productos inesperados.