理解電催化劑界面雙電層(EDL)對于優化CO2RR等電化學過程非常重要。雖然人們認為EDL有可能影響CO2RR活性,但是仍然無法直接光譜表征EDL結構和反應動力學之間的復雜相互作用。
有鑒于此,以色列理工大學Charlotte Vogt等報道通過一種新穎的動態響應光譜(DRS, Dynamic Response Spectroscopy)技術,這種DRS光譜技術能夠對EDL層之中的關鍵物理化學特征獨立光譜信號,包括致密界面和擴散雙層隨著不同時間改變的情況。
本文要點:
(1)
通過連續的電勢步驟,對時間分辨的多維度紅外光譜表征,揭示EDL平衡并不是連續性的,而是包括結構重構過程。
通過光譜表征結果表明,EDL結構重構與CO2的快速吸附和轉化為CO有關。
此外,研究發現CO2飽和的溶液NaHCO3電解液與Ar不同,能夠導致擴散雙層內的水分子更加頻繁和顯著的發生方向重新取向,表現更少的表現類似冰的排列,隨機性增加。
(2)
這項研究結果為深入理解EDL層的動態性質以及其在電催化之中的協同作用,有助于更好的理解和優化電化學體系。
參考文獻
Daniel Sinausia, Noam Zisser, Thierry Killian Slot, David Eisenberg, Florian Meirer, Charlotte Vogt, Decoding Double Layer Dynamics for CO2 Electroreduction over Cu, Angew. Chem. Int. Ed. 2025
DOI: 10.1002/anie.202423177
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202423177