乙醇,作为源自生物质的典型分子,显示出作为直接乙醇燃料电池燃料的潜在潜力。乙醇电氧化的过程可以分为两个主要路径,即部分电氧化和完全电氧化。在部分电氧化过程中,产物通常涉及到2电子或4电子的转移,形成乙醛或乙酸,其能量密度相对较低,与乙醇完全电氧化产生CO2并涉及12电子的转移相比。为了促进乙醇完全电氧化过程,有助于提高CO2选择性的一种有效途径是通过断裂C-C键,从而促进C1物种前驱体如CHx和CHxO的生成。在乙醇电氧化过程中,贵重金属Pt一直是最具催化活性的材料之一,尤其是对于高阶晶面指数的Pt,更有利于乙醇完全电氧化路径,即通过C-C键的断裂提高CO2的选择性。此外,通过引入Rh、Ir等贵金属形成二元金属甚至三元金属以及高熵合金,已被证明是解决这一问题的有效方法。除了对工作电极材料进行改性外,调控电极-电解质溶液微环境也是一种可行的方法。碱金属阳离子已被证明对CO2RR、ORR、HER等电化学过程具有明显的调控作用。例如,在酸性体系中,碱金属阳离子的引入对于Cu电极上的CO2电还原过程中C-C键的偶联具有不同程度的促进作用。因此,本文重点研究了碱金属阳离子在酸性条件下对乙醇电氧化过程的作用机制。
Citation
Xiang Li, Guangxing Yang*, Qiao Zhang, Zhiting Liu, Feng Peng*.Alkali Metal Cation–Sulfate Anion Ion Pairs Promoted the Cleavage of C–C Bond During Ethanol Electrooxidation, The Journal of Physical Chemistry Letters, 2023, 14, 49.11177-11182. DOI:https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.jpclett.3c02569