Unlock CO2 Reduction Reaction Pathways in Aprotic Li-CO2 Batteries with In Situ Isotope-Labeled Spectroscopy and Theoretical Calculations

化学 过电位 原位 电化学 氧化还原 光谱学 动力学同位素效应 同位素标记 反应中间体 物理化学 无机化学 催化作用 有机化学 电极 量子力学 物理
作者
Long Pang,Zhiwei Zhao,Tianfu Liu,Guoxiong Wang,Shaojun Dong,Zhangquan Peng
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:146 (26): 17917-17923 被引量:28
标识
DOI:10.1021/jacs.4c03742
摘要

The CO 2 reduction reaction (CO 2 RR) pathway significantly dictates the reversibility and overpotential of aprotic Li-CO 2 batteries; however, it has remained incompletely understood due to the lack of direct in situ spectroscopic evidence. Herein, the Li-CO 2 RR pathways at the model Au | dimethyl sulfoxide (DMSO) interface are interrogated using a combination of in situ isotope-labeled spectroscopy techniques and theoretical calculations. This obtained direct spectroscopic evidence presents that the primary CO 2 RR proceeds through the CO 2 -to-CO pathway (i.e., 2Li + + 2CO 2 + 2e – → CO + Li 2 CO 3 ) initiated at a low overpotential (ca. 2.1 V vs Li/Li + ), and the CO 2 -to-Li 2 C 2 O 4 pathway (i.e., 2Li + + 2CO 2 + 2e – → Li 2 C 2 O 4 ) initiated at a high overpotential (ca. 1.7 V vs Li/Li + ), where the potential-dependent pathways critically depend on the coverage of LiCO 2 intermediates. Simultaneously, the entire Li-CO 2 RR process is also accompanied by parasitic reactions to form gaseous C 2 H 4 with COOH* as the crucial intermediate, which is induced by the H + -abstraction reaction between the reactive LiCO 2 intermediate and the DMSO solvent. These fundamental insights enable us to establish a molecular picture for Li-CO 2 RR pathways in aprotic media and will serve as a crucial guideline for reversible Li-CO 2 electrochemistry.
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
平淡寒梅完成签到,获得积分10
刚刚
q6157完成签到,获得积分10
1秒前
悦耳破茧完成签到 ,获得积分10
1秒前
琳琳完成签到,获得积分10
2秒前
田様应助昔Xi采纳,获得10
2秒前
归尘发布了新的文献求助10
3秒前
生活的花发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
Nole应助义气幼珊采纳,获得10
4秒前
科研通AI6.4应助Le采纳,获得30
4秒前
4秒前
5秒前
6秒前
56完成签到,获得积分20
7秒前
琳琳发布了新的文献求助10
7秒前
Nole应助发大财采纳,获得10
8秒前
曾礽发布了新的文献求助10
9秒前
Albert完成签到,获得积分0
10秒前
10秒前
夜夜完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
天天快乐应助平淡寒梅采纳,获得10
11秒前
12秒前
脑洞疼应助hyyyh采纳,获得10
12秒前
13秒前
七七完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
xcydd发布了新的文献求助10
14秒前
糊涂的香彤完成签到 ,获得积分10
14秒前
Alence880发布了新的文献求助10
15秒前
17秒前
EvaHo完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
18秒前
钱罐罐发布了新的文献求助10
19秒前
hhh完成签到 ,获得积分10
19秒前
19秒前
19秒前
poison完成签到 ,获得积分10
20秒前
米Me完成签到,获得积分10
23秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Development of a Bridge Weigh-In-Motion System: A technology to convert the bridge response to the passage of traffic into data on vehicle configurations, speeds, times of travel and weights 1000
Organic Reactions, Volume 116 1000
Current concepts in cutaneous toxicity : proceedings of the Fourth Conference on Cutaneous Toxicity, Washington, D.C., May 9-11, 1979 1000
ズームレンズの光学設計に関する研究 800
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7277161
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8898168
关于积分的说明 18816557
捐赠科研通 6949759
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3206458
关于科研通互助平台的介绍 2377437
邀请新用户注册赠送积分活动 2181341