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J-GLOBAL ID：202202247466705236   整理番号：22A0725311

CO_2電解還元における電解質効果の理論【JST・京大機械翻訳】

Theories for Electrolyte Effects in CO₂ Electroreduction

著者 (5件)： Xu Aoni (Catalysis Theory Center, Department of Physics, Technical University of Denmark, Denmark) ,  Govindarajan Nitish (Catalysis Theory Center, Department of Physics, Technical University of Denmark, Denmark) ,  Kastlunger Georg (Catalysis Theory Center, Department of Physics, Technical University of Denmark, Denmark) ,  Vijay Sudarshan (Catalysis Theory Center, Department of Physics, Technical University of Denmark, Denmark) ,  Chan Karen (Catalysis Theory Center, Department of Physics, Technical University of Denmark, Denmark)
資料名： Accounts of Chemical Research  (Accounts of Chemical Research)
巻： 55  号： 4  ページ： 495-503  発行年： 2022年 
JST資料番号： B0966A  ISSN： 0001-4842  CODEN： ACHRE4  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 電気化学的CO_2還元(eCO_2R)は,廃CO_2を高付加価値燃料に転換し,再生可能電力によって供給される商品化学品を,それによって,正味ゼロ炭素排出の目標に到達するための実行可能な戦略を提供する。過去数十年の研究は,触媒(電極)と電解質環境の最適化の両方に焦点を当ててきた。表面積正規化電流密度は,後者がCO_2還元活性に数桁まで影響できることを示した。このアカウントでは,eCO_2Rに対する電解質(カチオン,アニオン,電解質pH)の影響の背後にある機構の理論をレビューした。展望図でまとめると,電解質は,双極子(μ)反応中間体への電場(ε)効果を介してeCO_2R活性に影響し,多段階プロトン電子移動反応のためのプロトンドナー,特に活性部位をブロックする触媒表面上の吸着アニオンを変化させ,均一反応により局所環境を調整する。特異的で,アルカリ金属カチオン(M+)は,双極子中間体との静電相互作用を介して反応中間体を安定化し,加水分解反応を介して界面pHを緩衝し,それによって,水和サイズ(局所場強度ε)/加水分解能力:Cs+>K+>Na+>Li+の次の傾向でeCO_2R活性を促進した。電解質pHの影響は,U_SHE=U_RHE-(2.3k_BT)-pH,OH-と脱着中間体間の均一反応,またはpH増加に伴うヒドロニウムから水へのプロトンドナーの変化によって,絶対界面場を直線的にシフトすることから生じる,数桁までのeCO_2R活性の変化を与えることができる。アニオンは,溶液相反応によるeCO_2R反応プロセス(例えば,局所pHを調整するための緩衝反応),プロトンドナーまたは表面毒として作用することが示唆された。これまで,電解質効果の既存のモデルは,一般的な予測能力を実証するため,様々な実験的に観測された傾向を合理化するために使用されてきた。eCO_2Rにおける電解質効果の理解における主な課題は,(i)触媒|電解質界面の動的ab initio画像と関連する長時間スケール,および(ii)固有ミクロ動力学,均一反応,および物質移動制限の長さスケール相互作用によって決定される全体活性である。ab initio動的モデルにおける新しい開発と物質移動の影響の結合は電極-電解質界面の構造と固有関数のより正確な見解と電解質設計のための包括的及び予測的モデルに対する対応する反応エネルギーを与える。Copyright 2022 American Chemical Society All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 界面 ,  吸着 ,  最適化 ,  脱着 ,  ドナー ,  陽子 ,  電極 ,  静電相互作用 ,  活性部位 ,  ダイナミックモデル ,  *電解質 ,  双極子 ,  アニオン ,  カチオン ,  均一系反応

分類 (1件)： 電気化学反応  (CB07050F)

タイトルに関連する用語 (3件)： 電解還元 ,  電解質 ,  理論