了解阳离子在电化学二氧化碳还原 (CO₂RR) 过程中的作用对于实际应用至关重要。

在这项工作中，莱顿大学Marc T. M. Koper研究了阳离子如何影响 pH为3 电解质中 Pd_MLPt(111) 上 HCOOH 和 CO 的形成。

文章要点

1）虽然在没有金属阳离子的情况下，Pd_MLPt(111) 上仅形成（少量吸附的）CO，但 HCOOH 和 CO 的起始电位随着阳离子浓度的增加而降低。在 PdMLPt(111) 上，阳离子对 HCOOH 形成的影响强于对 CO 形成的影响。

2）密度泛函理论模拟表明，阳离子通过极化表面的电子密度并稳定 *CO₂ - 来促进氢化物形成和 CO₂ 活化。尽管吸附物的高覆盖率引起的金属功函数的升高限制了氢化物的形成，但在 *H 物质的情况下，阳离子诱导电场抵消了这种效应，从而在温和的负电势下维持 HCOOH 的产生。相反，在非常负电势下观察到的高 *CO 覆盖度下，不会形成表面氢化物，从而在不存在和存在阳离子的情况下阻止 HCOOH 路径。

研究结果为一致评估阳离子电解质对 Pd−Pt 催化剂上 CO₂RR 活性和选择性的影响开辟了道路。

参考文献

Chunmiao Ye, et al, Influence of Cations on HCOOH and CO Formation during CO₂ Reduction on a Pd_MLPt(111) Electrode, J. Am. Chem. Soc, 2023

DOI: 10.1021/jacs.3c03786

https://doi.org/10.1021/jacs.3c03786