Strong Hydrogen-Bonded Interfacial Water Inhibiting Hydrogen Evolution Kinetics to Promote Electrochemical CO2 Reduction to C2+

电化学 动力学 催化作用 离解(化学) 分子间力 氢键 法拉第效率 分子动力学 选择性 化学 化学物理 无机化学 电催化剂 电极 物理化学 分子 计算化学 有机化学 物理 量子力学
作者
Yang Wang,Jianrui Zhang,Jianyun Zhao,Yuantao Wei,Shenghua Chen,Hongyang Zhao,Yaqiong Su,Shujiang Ding,Chunhui Xiao
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:14 (5): 3457-3465 被引量:43
标识
DOI:10.1021/acscatal.3c05880
摘要

Interfacial water is an important participant in electrochemical CO2 reduction (CO2RR), directly affecting the kinetics of hydrogenation steps occurring in the CO2RR and competitive hydrogen evolution reaction (HER). However, its structural composition and dynamic evolution are difficult to investigate due to bulk water interference and the bias dependence. Herein, we adopt electrochemical in situ vibration spectroscopy combined with molecular dynamics simulations to probe the dynamic change of interfacial water structure on an electrified hydrophobic electrode surface and further explore the mechanism origin of suppressed HER activity and enhanced multicarbon products' selectivity. We reveal that interfacial water near the hydrophobic electrode surface exhibits rigid intermolecular hydrogen bonding interaction, and the degree of which increases with a bias potential. The strong intermolecular hydrogen bond makes it hard for water reorientation leading to a longer metal–H distance, which inhibits water dissociation and decreases *H coverage. Moderate *H coverage not only inhibits hydrogen evolution but also ensures hydrogenation of intermediates realizing promoted C–C dimerization. A faradaic efficiency of 75.2% for CO2 reduction to multicarbon products was ultimately achieved. Our results provide insights into understanding the role of interfacial water structure in controlling reaction selectivity in CO2RR.
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
1秒前
wilson完成签到,获得积分10
3秒前
大模型应助逍遥采纳,获得10
3秒前
好好学习完成签到,获得积分10
6秒前
121发布了新的文献求助10
6秒前
艾叶发布了新的文献求助10
7秒前
10秒前
wan发布了新的文献求助10
10秒前
17秒前
18秒前
20秒前
艾叶完成签到,获得积分10
20秒前
zz52678发布了新的文献求助10
21秒前
怕黑香菇发布了新的文献求助10
23秒前
wan完成签到,获得积分20
24秒前
25秒前
科研通AI5应助Chen采纳,获得10
30秒前
30秒前
半山完成签到,获得积分10
33秒前
情怀应助wyby采纳,获得10
34秒前
38秒前
汪洋发布了新的文献求助10
42秒前
43秒前
47秒前
共浅完成签到,获得积分10
48秒前
健壮不斜发布了新的文献求助10
49秒前
爆米花应助WangY1263采纳,获得10
49秒前
wyby发布了新的文献求助10
49秒前
有梦想的咸鱼完成签到,获得积分10
50秒前
董科研严发布了新的文献求助10
51秒前
共浅发布了新的文献求助10
52秒前
我是老大应助勤恳的宛菡采纳,获得10
53秒前
55秒前
56秒前
1分钟前
邀月发布了新的文献求助10
1分钟前
可爱的函函应助跳跃从雪采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
李爱国应助wqb196采纳,获得10
1分钟前
清爽老九应助明亮的代灵采纳,获得20
1分钟前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
Mixing the elements of mass customisation 300
the MD Anderson Surgical Oncology Manual, Seventh Edition 300
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 300
Platinum-group elements : mineralogy, geology, recovery 260
Geopora asiatica sp. nov. from Pakistan 230
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3780433
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3325851
关于积分的说明 10224474
捐赠科研通 3040916
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1669131
邀请新用户注册赠送积分活动 799013
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758653