清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Interfacial role of Ionic liquids in CO2 electrocatalytic Reduction: A mechanistic investigation

过电位 离子液体 溶剂化 分子 化学物理 离子键合 氢键 化学 分子动力学 溶剂 工作(物理) 屏障激活 电极 物理化学 计算化学 催化作用 电化学 离子 热力学 有机化学 物理
作者
Shuai Guo,Yawei Liu,Yanlei Wang,Kun Dong,Xiangping Zhang,Suojiang Zhang
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:457: 141076-141076 被引量:12
标识
DOI:10.1016/j.cej.2022.141076
摘要

Ionic liquids (ILs) can significantly reduce the overpotential of CO2 electrocatalytic reduction reaction (CO2RR) and thus show a huge application potential in the CO2 conversion. However, it has not been clear what role ILs play in the reaction occurring at the solid–liquid interface of the electrodes. In this work, we performed comprehensive DFT calculations to investigate the mechanism of CO2RR to CO on Ag electrode surfaces with ILs. Our results showed that the Ag(1 1 0) surface exhibits better catalytic performance than both Ag(1 0 0) and Ag(1 1 1) surfaces since the energy barrier of the transition state (Ts) is lower and the intermediate (*COOH) is more stable on the former surface. When ILs exist near the surface, the energy barrier of the Ts decreases and varies when the CO2 molecule is localized at different positions of the [Emim]+ cation. The optimized structures showed that the CO2 molecule prefers to stay near the C4/5 position rather than the C2 position. It was also found that proton transferring on the Ag surface by the hydrogen bond mode has a lower energy barrier than the shuttling mode, which indicates that the IL can act as an assist-catalyst by forming hydrogen-bonding complex in the reaction. Furthermore, the role of water was explored by using the implicit-solvent model. It was found that the solvation effect of the water always decreases the energy barrier, and the decline is more pronounced when there are ILs. Molecular dynamics (MD) simulations also showed that near the electrode surface, each CO2 molecule is enclosed by 3–4 [Emim]+ cations with their C4/5 more likely approaching the CO2. Such a distribution embodies the mesoscale multi-ions synergistic catalytic mechanism that will be elucidated in our future work.
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
MingY完成签到,获得积分10
7秒前
棉裤完成签到,获得积分10
8秒前
怕黑明雪完成签到,获得积分10
9秒前
77完成签到,获得积分10
10秒前
刘雯完成签到,获得积分10
11秒前
名副棋实完成签到 ,获得积分10
11秒前
如意的小凡完成签到,获得积分10
11秒前
aspect完成签到 ,获得积分10
46秒前
冷艳的紫完成签到,获得积分10
54秒前
Orange的应助被mmyhn采纳,获得10
1分钟前
成就雁玉完成签到,获得积分10
1分钟前
xiaomin发布了新的文献求助10
1分钟前
难过果汁完成签到,获得积分10
2分钟前
领导范儿的应助被xiaomin采纳,获得10
2分钟前
高贵嘉懿完成签到,获得积分10
2分钟前
kunzai完成签到,获得积分10
2分钟前
oleskarabach发布了新的文献求助10
3分钟前
银河里完成签到 ,获得积分10
3分钟前
123完成签到 ,获得积分10
3分钟前
勤奋海白完成签到,获得积分10
3分钟前
Axs完成签到,获得积分10
3分钟前
是人完成签到 ,获得积分10
3分钟前
尊敬绿草完成签到,获得积分10
4分钟前
flysteven92完成签到 ,获得积分10
4分钟前
林韵悠扬完成签到 ,获得积分10
5分钟前
5分钟前
喜悦如萱完成签到,获得积分10
5分钟前
mmyhn发布了新的文献求助10
5分钟前
Pami发布了新的文献求助10
5分钟前
5分钟前
乱红完成签到 ,获得积分10
5分钟前
oleskarabach完成签到,获得积分20
5分钟前
lph完成签到 ,获得积分10
5分钟前
哭泣青雪完成签到,获得积分10
5分钟前
千柳完成签到 ,获得积分10
6分钟前
糊涂的电话完成签到,获得积分10
6分钟前
牧青的应助被科研通管家采纳,获得200
6分钟前
FashionBoy的应助被科研通管家采纳,获得10
6分钟前
6分钟前
绿秋裤发布了新的文献求助10
7分钟前
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
Rosenblum, Global Change Biology 800
自動車の空力技術 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Issues in Task-Based Language Teaching 500
Geschichtliche Grundbegriffe (GGB), Band 5: Pro–Soz 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7785426
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9324389
关于积分的说明 20398424
捐赠科研通 7374033
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3321363
关于科研通互助平台的介绍 2469320
邀请新用户注册赠送积分活动 2337750