전기화학 CO2 환원 중 금속-이온성 액체 경계의 미세환경에 대한 통찰

최근 전기화학 CO2 전환을 위한 고성능 촉매 개발을 위해 많은 실험적 및 이론적 노력이 강화되고 있습니다. 촉매 재료 스크리닝을 넘어서, 주변 반응 매질을 최적화하는 것도 중요합니다. 방대한 실험을 통해 전해질에 상온 이온성 액체(RTIL)를 포함하는 것이 CO2 전환에 유리하다는 것이 밝혀졌으나, RTIL의 역할에 대한 통합된 그림이 없어 반응 매질 최적화를 저해하고 있습니다. 최첨단 다중 규모 시뮬레이션을 사용하여, 우리는 CO2 전환 중 RTIL의 촉매 촉진 효과의 원자를 밝힙니다. RTIL 성분에 의해 특정한 분자 간 조정이 이루어진다고 가정하는 기존의 믿음과는 달리, 우리는 촉진 효과가 반응 미세환경을 조정함으로써 집합적으로 나타난다는 것을 발견했습니다. 이 메커니즘은 최적 전해질 구성 요소 설계 시 RTIL 성분의 구체적인 화학적 변동보다도 부피 특성(예: 저항, 가스 용해도 및 확산성, 점도 등)의 중요성을 강조합니다. 이는 우리의 실험에 의해 추가로 지원됩니다. 복잡한 전기화학적 경계에 대한 이러한 근본적인 이해는 미래에 더 발전된 전기화학 CO2 전환 촉매 시스템 개발에 도움이 될 것입니다.