Design and Implementation of a CO<sub>2</sub> Reduction Catalyst with an Internal Electron Transfer Mediator: Improving Turnover Frequency by More than 10-Fold
Notice bibliographique
Résumé
The electrochemical upconversion of carbon dioxide (CO 2 ) is an extant chemical problem. To that end, iron porphyrins are known to readily convert CO 2 to carbon monoxide (CO). Herein, we use semiclassical electron transfer (ET) theory to design new catalysts that can supply electrons to active sites with increased rates, thereby improving CO 2 -to-CO conversion kinetics. Specifically, we report a new iron tetraphenylporphyrin complex that is modified a pyrenyl redox mediator situated ca. 12 Å from the iron ion. We demonstrate that the pyrene-based redox events occur at potentials slightly less reducing than the formal Fe I/0 redox event that affords entry to the established iron porphyrin CO 2 reduction scheme. The iron porphyrin-pyrene molecular catalyst shows CO 2 reduction rates that are between 10 and 100 times larger than related iron porphyrin electrocatalysts. We propose that the small, uphill intramolecular ET event is the origin of the substantial increase in observed CO 2 reduction rate constants. These findings show that modest uphill intramolecular ET steps can offer a promising new way to design CO 2 reduction catalysts that have improved performance. In conjunction with other leading design elements (e.g., proton delivery), the addition of redox mediators offers a strategy to further improve CO 2 reduction electrocatalyst systems.
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| 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 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».