Papel de los hidroxilos de superficie en la reestructuración atómica del cobre durante la electrorreducción de CO

Área de la Ciencia:

• Ciencias de la superficie
• La electrocatálisis
• Los nanomateriales

Sus antecedentes:

• La estructura a nanoescala del electrocatalizador dicta la selectividad y la cinética de la reacción.
• La evolución de las superficies del catalizador en condiciones de reacción y el papel de los hidroxilos superficiales (OHad) son poco conocidos.

Objetivo del estudio:

• Investigar la reestructuración dinámica de los electrocatalizadores de cobre (Cu) durante la electrorreducción de CO2 (CO2R).
• Para aclarar las funciones de los hidroxilos de superficie (OHad) y el microambiente interfacial en la reestructuración de la superficie de Cu.

Principales métodos:

• Microscopía de fuerza atómica electroquímica (EC-AFM)
• Espectroscopia de Raman
• Modelado canónico

Principales resultados:

• El OHad interactúa sinérgicamente con el CO adsorbido (COad) para reestructurar las superficies de Cu.
• La reestructuración genera átomos de Cu y nanocúmulos en potenciales leves, que se agregan o se disuelven en potenciales más negativos.
• La reestructuración de la superficie conduce a sitios de Cu poco coordinados y redes de agua interfacial desordenadas.

Conclusiones:

• La cinética de la superficie y los microambientes interfaciales son críticos para la reestructuración a escala atómica de los electrocatalizadores.
• Los resultados requieren una reevaluación de los estados catalíticos de la superficie en condiciones de funcionamiento realistas.
• La comprensión de la reestructuración dinámica es clave para el diseño de electrocatalizadores eficientes de CO2R.