L’interface électrode-électrolyte où se produisent les réactions électrocatalytiques, enfouie entre les catalyseurs solides et les électrolytes, implique des processus complexes de transfert d’électrons et de diffusion de masse sous l’effet d’un champ électrique appliqué. La compréhension de l’organisation de l’interface et des interactions interfaciales possibles, telles que celles entre les électrocatalyseurs et les électrolytes ou entre les composants de l’électrolyte, est essentielle pour améliorer les performances électrochimiques via la co-optimisation des électrocatalyseurs et des électrolytes.
Récemment, le professeur Hongliang Jiang, le professeur Cheng Lian et le professeur Chunzhong Li de l’Université des sciences et technologies de Chine orientale publié un article de recherche intitulé «Le réseau de liaisons hydrogène interfaciales remodelées par ligand à base de Lewis stimule l’électrolyse du CO2» dans la revue Revue nationale des sciences.
Cette étude propose une stratégie de régulation de l’interface électrode-électrolyte à l’aide de molécules ligandes de type base de Lewis. Elle consiste à ajouter des traces de molécules d’acide éthylènediaminetétraacétique et de ligands similaires comme additifs électrolytiques. Des calculs de dynamique moléculaire in situ par infrarouge et ab initio révèlent les changements dynamiques des ligands d’acide éthylènediaminetétraacétique à l’interface électrochimique et leur rôle dans la catalyse de la réduction du CO2.
Les ligands de base de Lewis reconstruisent la couche de solvatation des cations par le biais d’interactions acide-base de Lewis et remodèlent le réseau de liaisons hydrogène de l’interface en formant une couche d’espacement de liaison H. Cette stratégie peut être étendue à une série de catalyseurs commerciaux.
Cette étude propose non seulement une stratégie de régulation des ligands de base de Lewis des interfaces catalytiques, mais élucide également le mécanisme des ligands de base de Lewis dans l’électrolyse du CO2, fournissant de nouvelles perspectives sur les interactions des composants de l’électrolyte dans la double couche électrique, et offrant un nouveau cadre pour comprendre l’organisation des interfaces électrochimiques complexes.
Plus d’informations :
Wangxin Ge et al, Le réseau de liaisons hydrogène interfaciales remodelé par un ligand à base de Lewis stimule l’électrolyse du CO2, Revue nationale des sciences (2024). DOI: 10.1093/nsr/nwae218