CO<sub>2</sub> Reduction to Formate on Amine Modified Pb Electrodes
Notice bibliographique
Résumé
The electrochemical conversion of CO2 into high value-added chemicals and fuels using renewable energy sources is of considerable interest. Lead is among the best electrode materials for the reduction of CO2 to formic acid (or formate). However, the Faradic efficiency and energy efficiency of this process are hindered by the competing hydrogen evolution reaction (HER) at high reduction potentials. Strategies to improve the performance of Pb electrodes include the formation of metastable Pb oxide layers [1], the formation of 3D porous structures [2], and the growth of active Pb (100) surfaces on a dendrite-like secondary structure [3]. In this work, the growth of islands-like aryl-aliphatic, aminophenyl and nitrophenyl amines on Pb surfaces is proposed as an effective way to improve toward the Faradic efficiency of the reduction of CO2 to formate [4]. The aryl-aliphatic amines and aminophenyl porous layers were grafted on the surface of Pb surfaces using diazonium chemistry. The grafting of the amines results in a lower Pb electroactive sites which in turn hinders the HER but without blocking the active sites for the CO2 reduction, Figure 1.a. In fact, the porous organic film lowers the overpotential for the CO2 reduction reaction. Because of these combined effects, the Faradic efficiency for formate increases from 8% for the bare Pb to 94% for modified Pb electrodes, Figure 1.b. The present study offers a new route to decouple CO2 reduction from the HER, thus allowing the development of highly efficient and selective electrodes for the electroreduction of CO2 into value added products. Figure 1. (a) Current densities recorded at -1.09 V vs RHE in Ar- and CO2- saturated electrolyte and their difference (Δ(CO2-Ar)) and normalized to Pb electrochemical surface area as a function of the extent of grafting (t) of Pb – modified electrodes with 4-ABA (4-aminomethylbenzene); (b) Faradic efficiency for formate as a function of the (N/Pb) atomic ratio determined by XPS for various Pb – modified electrodes: 4-ABA (4-aminomethylbenzene), 3-ABA (3-aminomethylbenzene), AEA (4-(2-aminoethyl)benzene), 4-NB (nitrobenzene). Acknowledgments This work was financially supported by NSERC (Canada). N. Z. acknowledges the Tunisian government for the INRS-Tunisia agreement scholarship. M.F. acknowledges the FRQNT (Quebec, Canada) for the PBEEE scholarship. References [1] C.H. Lee, M.W. Kanan, ACS Catalysis 2015, 5, 465-469. [2] Z. He, J. Shen, Z. Ni, J. Tang, S. Song, J. Chen, L. Zhao, Catalysis Communications 2015 , 72, 38-42. [3] M. Fan, S. Garbarino, G.A. Botton, A.C. Tavares, D. Guay, Journal of Materials Chemistry A 2017, 5, 20747-20756. [4] N. Zouaoui, B. Ossonon, M. Fan, S. Garbarino, G. de Silveira, G. A. Botton, D. Guay, A. C. Tavares, Journal of Materials Chemistry A 2019 , 7, 11272-11281. Figure 1
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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) | 0,001 | 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) | 0,001 | 0,001 |
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 ».