阳离子诱导的界面疏水微环境促进电化学CO2还原中的C–C耦合
来源：原创 更新时间：2024-03-22 10:25:04 编辑：管理员 浏览：21
阳离子诱导的界面疏水微环境促进电化学CO2还原中的C–C耦合
电化学二氧化碳还原反应（CO 2 RR）生成C 2产物是清洁能源经济的一种有前途的方法。调节双电层（EDL）的结构，特别是界面水和阳离子类型，是促进C-C耦合的有效策略，但原子理解远远落后于实验观察。在此，我们使用约束 MD 和慢增长方法的从头分子动力学 (AIMD) 模拟，研究了界面水和碱金属阳离子对 Cu(100) 电极/电解质界面 C-C 耦合的综合影响。我们观察到水吸附物稳定效应（表现为氢键）与相应的 C-C 耦合自由能减轻之间存在线性相关性。与较小的阳离子（例如，K +与 Li +）相比，较大阳离子的作用在于其能够通过去溶剂化接近界面并与 *CO+*CO 部分配位，部分取代氢键稳定作用的界面水。虽然这仅导致 C-C 耦合的能垒略有降低，但由于离子半径大，它创造了一个缺乏氢键的局部疏水环境，阻碍了周围界面水的氢接近界面水的氧。吸附*CO。这巧妙地避免了 *CO 向 C 1途径的进一步氢化，成为较大阳离子促进 C-C 偶联的主要因素。这项研究揭示了阳离子-水-吸附质相互作用的全面原子机制，可以促进电解质和EDL的进一步优化，以实现CO 2 RR中有效的C-C耦合。
文章链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.3c13602