Pathways for the Formation of C2+ Products under Alkaline Conditions during the Electrochemical Reduction of CO2

过电位 电化学 氧化还原 范德瓦尔斯力 质子化 能量学 化学 热化学 无机化学 计算化学 电极 离子 物理化学 热力学 分子 有机化学 物理
作者
Joseph A. Gauthier,Zhou Lin,Martin Head‐Gordon,Alexis T. Bell
出处
期刊:ACS energy letters [American Chemical Society]
卷期号:7 (5): 1679-1686 被引量:32
标识
DOI:10.1021/acsenergylett.2c00167
摘要

Establishing how Cu facilitates the electrochemical CO2 reduction reaction (CO2RR) to C2+ products remains a critical challenge. Under typical reaction conditions, the pH near the electrode is considerably more alkaline than that in the bulk due to mass transport limitations. Challenges with probing alkaline pathways using computational methods have limited understanding of the CO2RR under experimentally relevant conditions. In this work, using the Volmer reaction on Cu (100), we demonstrate that predicted activation barriers can substantially differ between acidic and alkaline pathways. We compute reaction energetics for alkaline *CO protonation and find that, while the formation of *CHO is preferred thermodynamically, the formation of *COH is favored kinetically at high overpotential. However, we find formation of *CHO via reaction of *H and *CO feasible at room temperature. We report potential-dependent energetics for forming the first C–C bond in CO2RR and find that CO dimerization likely dominates. Finally, we investigate how long-range van der Waals interactions impact our results by comparing to the meta-GGA B97M-rV.

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
Cisco发布了新的文献求助10
1秒前
111111发布了新的文献求助30
1秒前
1234567890发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
LaTeXer给执着又蓝的求助进行了留言
3秒前
3秒前
大个应助火星上手机采纳,获得10
4秒前
4秒前
织安发布了新的文献求助10
5秒前
wan完成签到,获得积分10
6秒前
Sawyer发布了新的文献求助10
7秒前
Jemma完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
今后应助活泼冰淇淋采纳,获得10
9秒前
小白应助自渡采纳,获得10
10秒前
10秒前
HH发布了新的文献求助10
10秒前
桐桐应助nature预备军采纳,获得10
10秒前
大个应助热心半山采纳,获得10
11秒前
风格完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
HH发布了新的文献求助20
13秒前
舒适嘉熙完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
闪闪书竹完成签到,获得积分10
14秒前
Jemma发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
16秒前
16秒前
16秒前
17秒前
17秒前
织安完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
CY完成签到,获得积分10
18秒前
思源应助平常宛菡采纳,获得10
19秒前
Sawyer完成签到,获得积分10
20秒前
21秒前
wdwa完成签到,获得积分20
21秒前
丘比特应助淋巴细胞采纳,获得10
22秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Picture this! Including first nations fiction picture books in school library collections 2000
The Cambridge History of China: Volume 4, Sui and T'ang China, 589–906 AD, Part Two 1500
Cowries - A Guide to the Gastropod Family Cypraeidae 1200
ON THE THEORY OF BIRATIONAL BLOWING-UP 666
Signals, Systems, and Signal Processing 610
“美军军官队伍建设研究”系列(全册) 500
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 6387784
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8201628
关于积分的说明 17352593
捐赠科研通 5441474
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2877518
邀请新用户注册赠送积分活动 1853865
关于科研通互助平台的介绍 1697607