Mechanisms of catalytic electrochemical reactions of oxygen reduction (ORR) and carbon dioxide reduction (CO₂RR)

Abstract

Обзор посвящен электрохимическим реакциям восстановления кислорода (ORR) и углекислого газа (CO<sub>2</sub>RR) с акцентом на механизмы, структуру интермедиатов и термодинамику реакций. Реакция ORR на металл, гетероатом-допированных наноуглеродных подложках как катализаторах представляет собой перспективный источник чистой энергии. CO<sub>2</sub>RR, как синтетический аналог реакции фотосинтеза, имеет большой потенциал с точки зрения образования продуктов частичного или полного восстановления. Теоретические представления о механизме и кинетике CO2RR только закладываются, поэтому систематизация достижений и возникающих проблем является необходимым этапом для дальнейшего развития.

Research on the Construction of a Series of Transition Metal-Substituted Keggin-Type TMSPOMs@PCN-224 Composites through the Encapsulation Method and Their Electron Transfer Mechanism in CO2RR

“…As for the V-substituted composites, they exhibit lower free energy barriers (SiW 11 V@PCN-224, 0.29 eV; PW 11 V@PCN-224, 0.20 eV). However, they require higher free energy barriers in the next hydrogenation step, where the *COOH intermediate accepts an electron and proton from the oxygen surface to produce the *CO intermediate and release a water molecule . The free energy values of SiW 11 V@PCN-224 and PW 11 V@PCN-224 increase by 1.45 and 1.72 eV, respectively, which are unfavorable to the formation of *CO intermediates from a thermodynamic perspective.…”