In situ Raman spectroscopic evidence for oxygen reduction reaction intermediates at platinum single-crystal surfaces

拉曼光谱 铂金 反应中间体 原位 密度泛函理论 反应机理 光化学 化学 无机化学 氧气 氧还原反应 催化作用 计算化学 物理化学 电化学 光学 电极 有机化学 物理
作者
Jin‐Chao Dong,Xia‐Guang Zhang,Valentín Briega‐Martos,Xi Jin,Ji Yang,Shu Chen,Zhilin Yang,De‐Yin Wu,Juan M. Feliú,Christopher T. Williams,Zhong‐Qun Tian,Jian‐Feng Li
出处
期刊:Nature Energy [Nature Portfolio]
卷期号:4 (1): 60-67 被引量:772
标识
DOI:10.1038/s41560-018-0292-z
摘要

Developing an understanding of structure–activity relationships and reaction mechanisms of catalytic processes is critical to the successful design of highly efficient catalysts. As a fundamental reaction in fuel cells, elucidation of the oxygen reduction reaction (ORR) mechanism at Pt(hkl) surfaces has remained a significant challenge for researchers. Here, we employ in situ electrochemical surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) and density functional theory (DFT) calculation techniques to examine the ORR process at Pt(hkl) surfaces. Direct spectroscopic evidence for ORR intermediates indicates that, under acidic conditions, the pathway of ORR at Pt(111) occurs through the formation of HO2*, whereas at Pt(110) and Pt(100) it occurs via the generation of OH*. However, we propose that the pathway of the ORR under alkaline conditions at Pt(hkl) surfaces mainly occurs through the formation of O2−. Notably, these results demonstrate that the SERS technique offers an effective and reliable way for real-time investigation of catalytic processes at atomically flat surfaces not normally amenable to study with Raman spectroscopy. The oxygen reduction reaction, catalysed by platinum, is a crucial process in the operation of fuel cells, but the mechanistic pathways through which it occurs remain a matter for debate. Here, the authors use in situ Raman spectroscopy to identify key intermediates for this reaction at different atomically flat platinum surfaces, shedding light on the mechanism.
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
syxxwjr完成签到,获得积分10
刚刚
SciGPT应助狂发文章采纳,获得10
2秒前
wangjincheng应助Grinde采纳,获得10
2秒前
xixi应助Grinde采纳,获得10
2秒前
wangjincheng应助Grinde采纳,获得10
2秒前
bababoi完成签到,获得积分10
3秒前
hui发布了新的文献求助10
3秒前
keeryu完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
嘟嘟嘟嘟发布了新的文献求助10
4秒前
6秒前
胖海星发布了新的文献求助10
6秒前
8秒前
liucheng发布了新的文献求助10
10秒前
LMN发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
辛勤大碗完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
huluwa完成签到,获得积分10
14秒前
现代的觅夏关注了科研通微信公众号
14秒前
15秒前
狂发文章发布了新的文献求助10
15秒前
耍酷的梦桃完成签到,获得积分10
16秒前
liucheng完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
王皮皮完成签到 ,获得积分10
16秒前
李付清完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
orixero应助蓝天采纳,获得10
18秒前
微笑的水桃完成签到 ,获得积分10
18秒前
pete发布了新的文献求助10
20秒前
影像小拿关注了科研通微信公众号
20秒前
Jerry关注了科研通微信公众号
20秒前
21秒前
羊毛完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
22秒前
Li发布了新的文献求助10
22秒前
红绿蓝发布了新的文献求助10
23秒前
23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
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Emmy Noether's Wonderful Theorem 1200
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
基于非线性光纤环形镜的全保偏锁模激光器研究-上海科技大学 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Research Methods for Business: A Skill Building Approach, 9th Edition 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 6411769
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8230898
关于积分的说明 17468472
捐赠科研通 5464424
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2887288
邀请新用户注册赠送积分活动 1864074
关于科研通互助平台的介绍 1702794