Experimentos de competencia de cationes durante la reducción electroquímica de CO2 como una sonda del microambiente...

Área de la Ciencia:

• La electroquímica
• Ciencias de la superficie
• Catálisis

Sus antecedentes:

• Los cationes de metales alcalinos tienen un impacto significativo en la selectividad y la actividad de los productos de reducción electroquímica de CO2 (CO2R).
• Los mecanismos exactos por los cuales los cationes influyen en el CO2R no están completamente aclarados.
• La comprensión de estos mecanismos es crucial para el diseño de catalizadores eficientes de CO2R.

Objetivo del estudio:

• Desconvolucionar los efectos del campo eléctrico y no eléctrico dependientes del catión en CO2R.
• Investigar el papel de los electrodos de cobre modificados por película orgánica en la modulación de la influencia de los cationes.
• Elucidar las vías mecanicistas para mejorar la selectividad del CO2R.

Principales métodos:

• Experimentos de competencia catiónica con LiHCO3 y CsHCO3.
• Reducción electroquímica de CO2 (CO2R) en electrodos de Cu modificados por película desnuda y orgánica.
• Espectroscopia de absorción infrarroja con reflexión total atenuada mejorada por superficie (ATR-SEIRAS) para análisis in situ.

Principales resultados:

• Las películas de aditivos orgánicos no alteran la acumulación de cationes en la interfaz electroquímica.
• Las películas modifican el transporte y las concentraciones interfaciales de CO2, reduciendo el Cs+ requerido para mejorar el CO2R.
• Los iones de cesio (Cs +) alteran la estructura del agua interfacial, promoviendo el CO2R a los productos acoplados CO y C-C.

Conclusiones:

• La evidencia espectroscópica confirma que los electrodos modificados por película orgánica mejoran la selectividad de CO2R.
• El estudio desacopla los efectos de cationes de campo eléctrico y no eléctrico en CO2R.
• La modificación de la estructura del agua interfacial por medio de cationes es clave para promover el CO2R.