Los electrones hidratados evitan la barrera de activación de -1.9 V en la reducción electroquímica de CO2

Área de la Ciencia:

• La electroquímica
• Catálisis
• Química Física

Sus antecedentes:

• La reducción electroquímica de CO2 normalmente requiere superficies catalíticas para superar la alta energía de activación del CO2.
• Los modelos existentes asumen que los catalizadores son esenciales para iniciar la activación del CO2.

Objetivo del estudio:

• Investigar la posibilidad de la activación con CO2 independiente de las superficies catalíticas.
• Explorar el papel de los electrones hidratados en la reducción de CO2.

Principales métodos:

• Espectrometría de masas de captura de espín para detectar radicales intermedios.
• Experimentos con electrodos de platino inertes para la generación de CO.
• Espectroscopia Raman in situ para observar las interacciones superficiales.
• Modulación del potencial electroquímico.

Principales resultados:

• Observación directa de la formación de aniones radicales de CO2 (CO2-) a través de electrones hidratados.
• Confirmación de la generación de monóxido de carbono (CO) en fase de solución.
• Evidencia de adsorción de CO y formación de enlaces C-H en el cobre a potenciales inesperadamente altos.
• Demostración de que el potencial aplicado influye en las concentraciones interfaciales de electrones hidratados y radicales de hidrógeno.

Conclusiones:

• Los electrones hidratados en las interfaces de las microburbujas de CO2 pueden activar el CO2 sin catalizadores ni sesgo aplicado.
• Los procesos impulsados por electrolitos pueden ocurrir en paralelo con la electrocatálisis superficial.
• Desafía la suposición de larga data de que las superficies catalíticas son necesarias para la activación del CO2.