Molecular Engineering of Cation Solvation Structure for Highly Selective Carbon Dioxide Electroreduction

化学 溶剂化 质子化 离解(化学) 溶剂化壳 分子 电解质 无机化学 物理化学 离子 电极 有机化学
作者
Wenpeng Ni,Yongji Guan,Houjun Chen,Yan Zhang,Shuangyin Wang,Shiguo Zhang
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:62 (37): e202303233-e202303233 被引量:60
标识
DOI:10.1002/anie.202303233
摘要

Abstract Balancing the activation of H 2 O is crucial for highly selective CO 2 electroreduction (CO 2 RR), as the protonation steps of CO 2 RR require fast H 2 O dissociation kinetics, while suppressing hydrogen evolution (HER) demands slow H 2 O reduction. We herein proposed one molecular engineering strategy to regulate the H 2 O activation using aprotic organic small molecules with high Gutmann donor number as a solvation shell regulator. These organic molecules occupy the first solvation shell of K + and accumulate in the electrical double layer, decreasing the H 2 O density at the interface and the relative content of proton suppliers (free and coordinated H 2 O), suppressing the HER. The adsorbed H 2 O was stabilized via the second sphere effect and its dissociation was promoted by weakening the O−H bond, which accelerates the subsequent *CO 2 protonation kinetics and reduces the energy barrier. In the model electrolyte containing 5 M dimethyl sulfoxide (DMSO) as an additive (KCl‐DMSO‐5), the highest CO selectivity over Ag foil increased to 99.2 %, with FE CO higher than 90.0 % within −0.75 to −1.15 V (vs. RHE). This molecular engineering strategy for cation solvation shell can be extended to other metal electrodes, such as Zn and Sn, and organic molecules like N,N‐dimethylformamide.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
平淡的代玉应助白白白采纳,获得10
刚刚
1秒前
1秒前
1秒前
1秒前
1秒前
2秒前
2秒前
星辰大海应助星夜采纳,获得10
2秒前
2秒前
2秒前
偶然发布了新的文献求助20
2秒前
3秒前
kaneki完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
4秒前
Winnie哈哈哈哈哈完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
奋斗小蝴蝶完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
阿呆发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
Chenxi完成签到 ,获得积分10
6秒前
molihuakai应助ZZ采纳,获得10
6秒前
烟花应助曲曲采纳,获得10
7秒前
秦策发布了新的文献求助10
7秒前
思源应助孤独慕灵采纳,获得10
7秒前
李欣科发布了新的文献求助10
7秒前
flora完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
8秒前
共享精神应助Hellowa采纳,获得10
8秒前
852应助海洋采纳,获得10
8秒前
幽默柚子发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
xiaoQ完成签到,获得积分10
9秒前
qx发布了新的文献求助10
9秒前
章鱼烧发布了新的文献求助10
9秒前
galaxy完成签到 ,获得积分10
9秒前
高分求助中
GL 2 A method for assessing the in-place cleanability of food processing equipment, Fourth Edition, December 2023 3000
Annie Ernaux: De la perte au corps glorieux 600
Microvascular Surgery in Head and Neck Reconstruction 500
Petrology and Plate Tectonics 500
Writing Systems 500
Media Today Mass Communication in a Converging World 9th Edition 400
Understanding Modeling and Simulation of Polymerization Reactions 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6839272
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8547952
关于积分的说明 18186641
捐赠科研通 6187490
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3039463
关于科研通互助平台的介绍 2028588
邀请新用户注册赠送积分活动 2017029