Operando Raman characterization of unique electroinduced molecular tautomerization in zero-gap electrolyzers promotes CO 2 reduction

电化学 互变异构体 催化作用 电解质 法拉第效率 化学 电催化剂 化学工程 电极 分析化学(期刊) 物理化学 有机化学 工程类
作者
Ling Li,Wentao Ye,Qiliang Liu,Ruoxi Liu,Xingyu Lu,Ting Yao,Linqin Wang,Bing Gu,Licheng Sun,Wenxing Yang
出处
期刊:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America [Proceedings of the National Academy of Sciences]
卷期号:122 (27): e2418144122-e2418144122 被引量:3
标识
DOI:10.1073/pnas.2418144122
摘要

Membrane electrode assembly (MEA) represents an advanced type of electrochemical device currently widely used in various electrocatalysis applications [e.g., electrochemical CO 2 reduction reaction (CO 2 RR)], featuring no explicit catholyte flow and a unique “solid–liquid–gas” triple-phase interface. Herein, we identify a peculiar electroinduced thiol to thione tautomerization of 4-mercaptopyridine (4MPy) molecule on Cu catalyst surfaces at this triple-phase interface driven by cathodic polarization. This leads to a significant performance improvement of CO 2 RR on Cu with a C 2+ Faradaic efficiency of over 80% with more than 60% C 2 H 4 , as well as a 300 mV reduction of cell voltage compared to bare Cu. A home-designed MEA-type operando Raman cell enables mechanistic studies directly under a current density of over 100 mA cm −2 , elucidating the intricate impacts of the 4MPy tautomerization on the local catalytic environments under real reaction conditions. Surprisingly, this tautomerization does not occur in other commonly utilized electrolyzers, e.g., flow cell and H-cell, even with the same catalyst and electrolyte conditions. The direct contact with the electrolyte in the latter cells was found to cause rapid desorption of 4MPy from the catalyst surface before its possible chemical transformation. These results highlight the opportunities of utilizing surface molecular tautomerization to promote CO 2 RR performance and using the triple phase of MEA to drive reactions that would otherwise be hard to happen in classical electrochemical devices of similar conditions.
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
2秒前
sxmt123456789发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
3秒前
4秒前
WANGYU发布了新的文献求助10
5秒前
Jasper应助啦啦啦采纳,获得10
6秒前
健壮问兰发布了新的文献求助10
6秒前
plh发布了新的文献求助10
6秒前
高天雨发布了新的文献求助20
7秒前
spyspy发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
7秒前
8秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
8秒前
9秒前
李健应助Lliu采纳,获得10
9秒前
9秒前
10秒前
10秒前
调皮盼烟发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
sxmt123456789完成签到,获得积分10
12秒前
爆米花应助spyspy采纳,获得10
12秒前
12秒前
12秒前
程亦重完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
葡小小发布了新的文献求助10
13秒前
明天见发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
hua完成签到,获得积分10
15秒前
今后应助可靠的纲采纳,获得30
15秒前
15秒前
小乖发布了新的文献求助10
15秒前
www发布了新的文献求助10
15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
Encyclopedia of Forensic and Legal Medicine Third Edition 5000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
the Oxford Guide to the Bantu Languages 3000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
„Semitische Wissenschaften“? 1510
从k到英国情人 1500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5762565
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5535908
关于积分的说明 15403209
捐赠科研通 4898713
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2634982
邀请新用户注册赠送积分活动 1583194
关于科研通互助平台的介绍 1538303