Regulación de la adsorción intermedia *OCHO a través de la sinergia electrónica inducida por la interacción orbital...

Área de la Ciencia:

• La electroquímica es electroquímica.
• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• La catálisis es la catálisis.

Sus antecedentes:

• Los catalizadores de bismuto (Bi) muestran una eficiencia limitada en la electrorreducción de CO2 debido a la débil adsorción intermedia.
• La optimización es necesaria para mejorar el rendimiento catalítico para la producción de formatos.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un catalizador bimetálico Bi-Sn sintonizable electrónicamente para mejorar la electrorreducción de CO2.
• Investigar la sinergia electrónica entre Bi y Sn para estabilizar los intermediarios de reacción.

Principales métodos:

• Preparación y caracterización del catalizador bimetálico Bi-Sn.
• Mediciones electroquímicas que incluyen la eficiencia Faradaic (FE) y la selectividad.
• Espectroscopia de fotoelectrones de rayos X (XPS) y análisis de densidad de estados (PDOS).
• Cálculos de la diferencia de densidad de carga.

Principales resultados:

• El catalizador Bi-Sn logró un 93,4% de formato FE a -0,8 V frente a RHE.
• Se mantuvo una alta selectividad de formato (>80%) en un amplio rango de potenciales (-0,7 a -1,0 V vs RHE).
• XPS y PDOS confirmaron la transferencia de electrones de Bi a Sn, lo que lleva a la hibridación orbital y la redistribución de la carga.
• Los cálculos mostraron una adsorción intermedia OCHO estabilizada y una adsorción H suprimida.

Conclusiones:

• La sinergia electrónica en los catalizadores Bi-Sn estabiliza efectivamente el intermedio *OCHO, promoviendo la selectividad del formato.
• Esta sinergia inducida por la superposición orbital proporciona una estrategia de diseño racional para los catalizadores de reacción de electrorreducción de CO2 (CO2RR) de alto rendimiento.