Activation of CO<sub>2</sub> at the electrode–electrolyte interface by a co-adsorbed cation and an electric field
Notice bibliographique
Résumé
Carboxylate *CO2- has recently been identified as the first intermediate of the CO2 electroreduction independent of the reaction pathway. However, on the fundamental level, the structural and electronic properties of *CO2- remain poorly understood especially under the electrocatalytic conditions, which limits our capacity to rationally control the transformation of this reaction intermediate to CO or formate. To close this gap, we model using density functional theory (DFT) the interactions of *CO2- with the copper Cu(111) surface and a co-adsorbed sodium cation in the electric double layer (EDL), as well as the effects of electrode potential on these interactions. We demonstrate that *CO2- is activated by a co-adsorbed alkali cation most strongly when it forms with the cation a noncovalent bond (ion pair), where the cation is coordinated in the on-top position. The most stable structure of this ion pair with a sodium cation is hydration-shared. An external negative electric field not only enhances activation of *CO2- but also tilts it in the *CO2- plane, elongating the metal-C bond and contracting the metal-O bond. This tilting facilitates hydrogenation of the C atom and dissociation of the surface-coordinated C-O bond. Based on a detailed analysis of the projected density of states (pDOS), we interpret these findings in terms of electrostatic and chemical effects. The provided insights can help understand the relationship between properties of the catalytic system and its catalytic activity in the CO2 conversion to CO and formate, and hence help develop new CO2 electroreduction catalysts.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».