Los científicos captan la imagen de la transferencia de electrones en el proceso de electrocatálisis

Método de obtención de imágenes electroquímicas in situ con resolución espacial a nanoescala que combina la microscopía de fuerza atómica y la obtención de imágenes electroquímicas de barrido

03.12.2021 - China

La implicación entre la transferencia de electrones (TE) y la reacción catalítica en la superficie del electrocatalizador hace que el proceso electroquímico sea difícil de entender y controlar. La forma de determinar experimentalmente el proceso de transferencia de electrones que se produce a nanoescala es importante para comprender el proceso general de reacción electroquímica en los sitios activos.

Recientemente, un grupo de investigación dirigido por el profesor LI Can y el profesor FAN Fengtao del Instituto de Física Química de Dalian (DICP) de la Academia China de las Ciencias (CAS) captó la imagen de la transferencia de electrones en el proceso de electrocatálisis.

Los investigadores establecieron un método de obtención de imágenes electroquímicas in situ con una resolución espacial a nanoescala, que combinaba la microscopía de fuerza atómica y la obtención de imágenes electroquímicas de barrido. Este método puede realizar el movimiento tridimensional de la nanosonda de barrido para trazar un mapa de la distribución local de las moléculas de transferencia de electrones externas generadas y de las moléculas del producto catalítico.

Las imágenes visuales de transferencia de electrones en nanoplacas metálicas demostraron directamente que el proceso de transferencia de electrones a nanoescala presentaba una heterogeneidad dependiente del lugar.

Además, para desacoplar la interferencia del efecto de transferencia de masa en la transferencia de electrones, los investigadores realizaron una serie de elaborados experimentos y complejos modelos matemáticos para extraer la constante de velocidad y la diferencia de potencial interno. Descubrieron que la relación entre la diferencia de potencial interno interfacial y la constante de velocidad seguía una forma lineal.

Este trabajo realiza la observación in situ del proceso de transferencia de electrones y la reacción catalítica en la reacción electroquímica, y proporciona nuevas ideas para el desarrollo del método de caracterización de imágenes in situ y la detección del mecanismo de las reacciones electrocatalíticas.

"Se trata de un nuevo hito de las técnicas de sondeo electroquímico de barrido, que permite descubrir la relación estructura-rendimiento del nanocatalizador desde el fondo de los principios físicos y químicos", comentó uno de los revisores.

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