Forskere fanger elektronoverførselsbilleder i elektrokatalyseproces

Inddragelsen mellem elektronoverførsel (ET) og katalytisk reaktion ved elektrokatalysatoroverfladen gør elektrokemisk proces udfordrende at forstå og kontrollere. Hvordan man eksperimentelt bestemmer ET-proces, der forekommer på nanoskala, er vigtigt for at forstå den overordnede elektrokemiske reaktionsproces på aktive steder.

For nylig har en forskergruppe ledet af prof. LI Can og prof. FAN Fengtao fra Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) under det kinesiske videnskabsakademi (CAS) fanget elektronoverførselsbilledet i elektrokatalyseprocessen.

Denne undersøgelse blev offentliggjort i Nano Letters den 14. oktober.

Forskerne etablerede en in-situ elektrokemisk billeddannelsesmetode med nanoskala rumlig opløsning, som kombinerede atomkraftmikroskopi og scanning af elektrokemisk billeddannelse. Denne metode kan realisere den tredimensionelle bevægelse af den scannende nanoprobe for at kortlægge den lokale fordeling af de genererede ydre-sfæriske elektronoverførselsmolekyler og de katalytiske produktmolekyler.

De visuelle elektronoverførselsbilleder på metalnanoplader viste direkte, at elektronoverførselsprocessen på nanoskala præsenterede en stedafhængig heterogenitet.

For at afkoble interferensen af ​​masseoverførselseffekten på elektronoverførslen gennemførte forskerne desuden en række omfattende eksperimenter og kompleks matematisk modellering for at udtrække hastighedskonstanten og intern potentialforskel. De fandt ud af, at forholdet mellem grænsefladens indre potentialforskel og hastighedskonstanten fulgte en lineær måde.

Dette arbejde realiserer in-situ observation af elektronoverførselsproces og katalytisk reaktion i den elektrokemiske reaktion, og giver nye ideer til udviklingen af ​​in-situ billeddannelseskarakteriseringsmetode og påvisning af mekanismen for de elektrokatalytiske reaktioner.

"Dette er en ny milepæl for de elektrokemiske scanningsteknikker, der gør det muligt at opdage struktur-ydelsesforholdet mellem nanokatalysator fra bunden af ​​fysiske og kemiske principper," kommenterede en af ​​anmelderne. + Udforsk yderligere

Forskere afslører lineær lov mellem overfladeladningstæthed og reaktionsstrøm i fotoelektrokatalyse