Lokalisierte Oberflächenplasmonresonanz zur Verbesserung der Elektrokatalyse

Die Elektrokatalyse spielt eine entscheidende Rolle bei der Energieumwandlung und -speicherung in der modernen Gesellschaft. Lokalisierte Oberflächenplasmonresonanz (LSPR) ist ein äußerst attraktiver Ansatz zur Verbesserung der elektrokatalytischen Aktivität und Selektivität mit Solarenergie. Die LSPR-Anregung kann den Transfer von heißen Elektronen und Löchern, die Verstärkung des elektromagnetischen Feldes, das Erhitzen des Gitters, den resonanten Energietransfer und Streuung induzieren, was wiederum eine Vielzahl elektrokatalytischer Reaktionen ankurbelt. Obwohl die LSPR-vermittelte Elektrokatalyse untersucht wurde, wurde der zugrunde liegende Mechanismus nicht gut erklärt. Darüber hinaus hängt die Effizienz stark von der Struktur und Zusammensetzung plasmonischer Metalle ab. In diesem Review werden die derzeit vorgeschlagenen Mechanismen für plasmonvermittelte Elektrokatalyse vorgestellt und die Herstellungsmethoden zur Gestaltung unterstützter plasmonischer Nanostrukturen und zugehöriger Elektroden zusammengefasst. Darüber hinaus konzentrieren wir uns auf die Charakterisierungsstrategien, die zur Überprüfung und Differenzierung der an der elektrochemischen Schnittstelle beteiligten LSPR-Mechanismen verwendet werden. Darauf folgen Hinweise auf repräsentative Beispiele für direkte plasmonisch metallgetriebene und indirekt plasmonisch verstärkte elektrokatalytische Reaktionen. Schließlich schließt dieses Review mit einer Diskussion über die verbleibenden Herausforderungen und zukünftigen Möglichkeiten zur Kopplung von LSPR mit Elektrokatalyse.