Reversible potentials for steps in methanol and formic acid oxidation to CO2; adsorption energies of intermediates on the ideal electrocatalyst for methanol oxidation and CO2 reduction

文献情報

出版日 2014-04-10
DOI 10.1039/C3CP54837F
インパクトファクター 3.676
著者

Alfred B. Anderson, Haleema Aied Asiri


原文を見る

要旨

Quantum chemical theory is used to identify the reasons for platinum's limitations as an electrocatalyst for oxidizing methanol at fuel cell anodes. The linear Gibbs energy relation (LGER) method is employed to predict reversible potentials for reaction steps for intermediates on the electrode surface. In this procedure, standard reversible potentials are calculated for the reactions in bulk solution phase and then they are perturbed using calculated adsorption bond strengths to the electrode surface, yielding the equilibrium potentials for each electron transfer step for adsorbed intermediates. Adsorption properties of ideal electrocatalysts for the methanol oxidation are found by imposing the condition that the reversible potential of each electron transfer step equals that for the overall reaction. The adsorption bond strengths that provide the ideal properties also apply to formic acid oxidation and carbon dioxide reduction. It is instructive to think of the ideal electrocatalyst as a lens that focusses the reversible potentials for the n individual electron transfer steps to the reversible potential for the n-electron process. It is found that the ideal catalyst will adsorb many intermediates, including HOOC, CO, OCH, HOC, HOCH, HOCH2, and OCH3 more weakly than platinum, and OOCH and OH more strongly. For example, for one possible pathway it is necessary to weaken adsorption bond strengths for HOCH2, HOCH, OCH, HOOC by about 0.5 eV, weaken adsorption CO by about 1.1 eV and strengthen OH adsorption by about 0.6 eV. These results imply a need for developing new multi-component catalysts.

関連文献

Electrochemical aminotrifluoromethylation of unactivated alkenes with Langlois’ reagent as the CF3 source

Tongshun An, Xiaowen Qin, Chenwei Liu, Weiheng Yuan, Tanyu Song, Zhiping Yin

2023-12-26 Paper

DOI: 10.1039/D3NJ04705A

Defect engineering: the role of cationic vacancies in photocatalysis and electrocatalysis

Wenming Ding, Shengbo Yuan, Yang Yang, Xiaoman Li, Min Luo

2023-10-17 Review Article

DOI: 10.1039/D3TA04947G

High-throughput computational discovery of 3218 ultralow thermal conductivity and dynamically stable materials by dual machine learning models

Joshua Ojih, Chen Shen, Alejandro Rodriguez, Hongbin Zhang, Kamal Choudhary, Ming Hu

2023-10-31 Paper

DOI: 10.1039/D3TA04874H

Electron transfer between neptunium and sodium chlorite in acidic chloride media

David Dan, Sara L. Adelman, David B. Kimball, Stosh A. Kozimor, Jenifer C. Shafer

2023-12-22 Paper

DOI: 10.1039/D3NJ03730D

Structural insights into the diverse prenylating capabilities of DMATS prenyltransferases

Evan T. Miller, Oleg V. Tsodikov, Sylvie Garneau-Tsodikova

2023-11-06 Review Article

DOI: 10.1039/D3NP00036B

An integrated-milliampere-level hydroelectric generator utilizing chemical-doped P-type and N-type graphites

Dunren He, Wanyi Nie, Huihui Huang

2023-10-24 Paper

DOI: 10.1039/D3TA06080B

Front cover

2024-01-29 Cover

DOI: 10.1039/D4NJ90014F

Engineering yeast for the production of plant terpenoids using synthetic biology approaches

Jean-Alexandre Bureau, Magdalena Escobar Oliva, Yueming Dong, Codruta Ignea

2023-07-31 Review Article

DOI: 10.1039/D3NP00005B

Mechanistic understanding of 3d-metal phthalocyanine catalysts: heterostructure regulation of dz2 orbitals for efficient CO2 reduction

Jiayong Xiao, Hao Dong, Hui Zhang, Haolan Yang, Ming Qiu, Ying Yu

2023-10-24 Paper

DOI: 10.1039/D3TA05834D

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

2-メトキシ-4-(メチルスルフィニル)アミンの主な用途は何ですか?

2-メトキシ-4-(メチルスルフィニル)アミンは、主に医薬品および農薬の製造に使用されます。また、合成化学の一部として研究用材料としても利用されます。

41608-73-52-Methoxy-4-(methyls...
化合物よくある質問

4-溴甲基-3-甲氧基苯甲酸は安全ですか?

安全ではありません。触覚や吸入に注意が必要で、適切な防護具を使用してください。

118684-13-24-(Bromomethyl)-3-me...
化合物よくある質問

4,6-二氯-N-甲基ピラミジンアミンの代替品はありますか?

代替品としては、4,6-二クロロピラミジンアミンや他のピラミジン系化合物が考えられます。ただし、目的と用途によって最適な代替品は異なります。

10397-15-64,6-Dichloro-N-methy...
化合物よくある質問

6-氯-4-甲基-1H-吲哚を含む廃棄物はどのように処理すべきですか?

6-氯-4-甲基-1H-吲哚の廃棄物は、適切な容器に収集し、密閉して保管します。温度は常温、湿度は低く、直射日光を避けて保管することを推奨します。廃棄処理は専門...

885520-84-36-chloro-4-methyl-1H...
化合物よくある質問

2-フローユロ-4-(トリフルオロメチル)ベンゾイドについて「に適用される法規ガイドラインは何ですか」

2-フローユロ-4-(トリフルオロメチル)ベンゾイドのCAS番号は207974-08-1です。この化合物はGHS分類で毒性物質と有害な反応物質として分類されます...

207974-08-1[2-Fluoro-4-(trifluo...
化合物よくある質問

4-ニトロフェニルN-[(ベンゼルオキシルカーボンイル]グリシングリシングリシン酸はどのように保存すればよいですか?

4-ニトロフェニルN-[(ベンゼルオキシルカーボンイル]グリシングリシングリシン酸は、室温で暗所に保管し、乾燥した環境で保存することを推奨します。容器は密閉性の...

19811-64-44-Nitrophenyl N-[(be...
化合物よくある質問

イソデスロラタドリンの代替品はありますか?

イソデスロラタドリンの代替品としては、デスロラタドリンや他の抗ヒスタミン薬が挙げられます。具体的には、デスロラタドリン、ラセカミド、フェルタドリンなどが、症状や...

183198-49-4Iso Desloratadine
化合物よくある質問

5-甲氧基-1,2,3,4-四氢异喹啉盐酸盐はどのように合成されますか?

5-甲氧基-1,2,3,4-四氢异喹啉盐酸盐の一般的な合成方法は、メタノール中で5-メトキシ-1,2,3,4-四ヒュドロイソキシンを塩酸で塩化します。この反応で...

103030-69-95-Methoxy-1,2,3,4-te...
化合物よくある質問

4-アミノ-5-メトキシ-2-トルエンサルホニック酸についての法規ガイドラインは何ですか?

CAS番号6471-78-9の4-アミノ-5-メトキシ-2-トルエンサルホニック酸は、GHS分類では corrosive(腐食性)と識別されます。EUのREAC...

6471-78-94-Amino-5-Methoxy-2-...
化合物よくある質問

甲基孕酮を取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

甲基孕酮の取り扱いは、PPE(個人保護具)の使用が必要な重要な安全事項を伴います。防塵マスク、ゴーグル、手袋を着用することが推奨されます。ドラフトチャンバーを使...

204063-33-22-[(Diphenylmethyl)a...

掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

おすすめサプライヤー

免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。