竞争性碳酸根结合阻碍低过电位下Cu表面电化学CO2还原生成CO

高分辨率图像下载 MS PowerPoint 幻灯片 将 CO 2 电化学还原为有用化学品有望实现可持续碳循环。然而，控制通往各种所需产物路径的关键因素仍未明确，部分原因是对电极表面的反应中间体了解有限。为了解决这一问题，我们结合原位电化学壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱与密度泛函理论计算，研究了多晶铜上 CO 2 还原过程中吸附物种随电位变化的组成。结果表明，碳酸根阴离子的吸附竞争性强于其他含碳物种，包括吸附的 CO 2 活化中间体 *COO – 和 *CO，这在碳酸根浓度较低的电解质溶液中具有使 *CO 形成的起始电位发生阳极移动的作用。这些结果表明，碳酸根的竞争性结合阻碍了 Cu 表面上 CO 2 的还原。Monte Carlo 模拟表明，电位依赖性电极表面变化和电极-碳酸根库仑相互作用是理解竞争性结合过程的关键。我们的发现表明，减少碳酸根的竞争性结合可能是改善低过电位下 Cu 电极上 CO 2 还原的有前景途径。