Ni单原子催化剂表面CO2电还原动力学的电化学谱学解析

作者：毛庆^*; 赵健; 刘松; 郭唱; 李冰玉; 徐可一; 曹自强; 黄延强

来源：高等学校化学学报, 2020, 41(05): 1058-1067.

• 二氧化碳电还原反应机理
• 电化学阻抗谱
• 非线性频响分析
• 总谐波失真谱

针对Ni单原子催化剂表面的CO2电还原反应(CO2RR),提出了以Ni为活性位点的"单中心"机理以及同时借助Ni位点还原和碳氮锚定位水解的"双功能"机理.依据稳态极化的实验结果,开展了CO2RR的动力学解析与模型参数的敏感性分析;借助暂态模型方程,分别获取可表达CO2RR线性与非线性频响特征的电化学阻抗谱(EIS)与总谐波失真(THD)谱.研究结果表明,CO2的溶解分压对CO2RR活性影响最显著.若CO2RR遵循"单中心"机理,Ni位点COOHads的形成为速率控制步骤;但若为"双功能"机理,碳氮锚定位的水解与Ni位点的CO2,ads还原同为速率控制步骤.EIS理论上可用于区分CO2RR的"单中心"机理与"双功能"机理;与之相比,THD谱在CO2RR的机理识别中并无优势.

• 单位
  中国科学院大连化学物理研究所; 大连理工大学