L'implication entre le transfert d'électrons (ET) et la réaction catalytique à la surface de l'électrocatalyseur rend le processus électrochimique difficile à comprendre et à contrôler. Comment déterminer expérimentalement le processus ET se produisant à l'échelle nanométrique est important pour comprendre le processus de réaction électrochimique global sur les sites actifs.

Récemment, un groupe de recherche dirigé par le professeur LI Can et le professeur FAN Fengtao de l'Institut de Dalian de physique chimique (DICP) de l'Académie chinoise des sciences (CAS) a capturé l'imagerie par transfert d'électrons dans le processus d'électrocatalyse.

Cette étude a été publiée dans Nano Letters le 14 octobre.

Les chercheurs ont mis au point une méthode d'imagerie électrochimique in situ avec une résolution spatiale à l'échelle nanométrique, qui combinait la microscopie à force atomique et l'imagerie électrochimique à balayage. Cette méthode peut réaliser le mouvement tridimensionnel de la nanosonde à balayage pour cartographier la distribution locale des molécules de transfert d'électrons sphériques externes générées et des molécules de produit catalytique.

Les images visuelles de transfert d'électrons sur des nanoplaques métalliques ont directement démontré que le processus de transfert d'électrons à l'échelle nanométrique présentait une hétérogénéité dépendante du site.

De plus, pour découpler l'interférence de l'effet de transfert de masse sur le transfert d'électrons, les chercheurs ont mené une série d'expériences élaborées et de modélisations mathématiques complexes pour extraire la constante de vitesse et la différence de potentiel interne. Ils ont découvert que la relation entre la différence de potentiel interne interfaciale et la constante de vitesse suivait un mode linéaire.

Ce travail réalise l'observation in situ du processus de transfert d'électrons et de la réaction catalytique dans la réaction électrochimique, et fournit de nouvelles idées pour le développement de la méthode de caractérisation par imagerie in situ et la détection du mécanisme des réactions électrocatalytiques.

"Il s'agit d'une nouvelle étape importante des techniques de sondes électrochimiques à balayage, permettant de découvrir la relation structure-performance du nanocatalyseur à partir du fond des principes physiques et chimiques", a commenté l'un des examinateurs. + Explorer plus loin

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