Electrochemical promotion of CO 2  hydrogenation on Ru catalyst–electrodes supported on a K–β″–Al 2 O 3  solid electrolyte

Makri, Maria; Katsaounis, Alexandros; Vayenas, C.G.

doi:10.1016/j.electacta.2015.03.144

Cited by 25 publications

(18 citation statements)

References 57 publications

(117 reference statements)

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…This also agrees with the observation that the CO 2 conversion stronger dependence on the effect of the electric field than the nature of the catalyst . These results also agree with the observations in NEMCA of CO 2 hydrogenation in that a negative (reduced) potential increased the selectivity and reaction rate to CO, and a positive (increased) potential increased the selectivity and reaction rate to CH 4 …”

Section: Resultssupporting

confidence: 90%

Tuning of Catalytic Activity by Thermoelectric Materials for Carbon Dioxide Hydrogenation

Achour

Chen

Reece

et al. 2017

Advanced Energy Materials

View full text Add to dashboard Cite

An innovative use of a thermoelectric material (BiCuSeO) as a support and promoter of catalysis for CO2 hydrogenation is reported here. It is proposed that the capability of thermoelectric materials to shift the Fermi level and work function of a catalyst lead to an exponential increase of catalytic activity for catalyst particles deposited on its surface. Experimental results show that the CO2 conversion and CO selectivity are increased significantly by a thermoelectric Seebeck voltage. This suggests that the thermoelectric effect can not only increase the reaction rate but also change chemical equilibrium, which leads to the change of thermodynamic equilibrium for the conversion of CO2 in its hydrogenation reactions. It is also shown that this thermoelectric promotion of catalysis enables BiCuSeO oxide itself to have a high catalytic activity for CO2 hydrogenation. The generic nature of the mechanism suggests the possibility that many catalytic chemical reactions can be tuned in situ to achieve much higher reaction rates, or at lower temperatures, or have better desired selectivity through changing the backside temperature of the thermoelectric support.

show abstract

Section: Resultssupporting

confidence: 90%

Tuning of Catalytic Activity by Thermoelectric Materials for Carbon Dioxide Hydrogenation

Achour

Chen

Reece

et al. 2017

Advanced Energy Materials

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Urquhart et al used other K + -conductor solid electrolyte (K-βAl 2 O 3 ) in Fischer-Tropsch reaction studies under both atmospheric [21] and high pressure [22], and de Lucas-Consuegra et al introduced the use of this kind of ion-conducting catalyst support for the electrochemical promotion of Pt in CO [23] and propylene [24] oxidation, as well as in NO x reduction reactions [25,26]. More recent alkaline electrochemical promotion studies on CO 2 hydrogenation [27][28][29][30] and methanol conversion reactions [31][32][33] should also be highlighted. Additionally, in order to understand the mechanism of the phenomenon of electrochemical promotion of catalysis with both anionic and cationic conductors, a wide variety of characterization techniques have been used in the fields of catalysis (e.g., TPD, TPO, or work function measurement), electrochemistry (e.g., cyclic/linear sweep voltammetry or impedance spectroscopy), and surface science (e.g., XPS, UPS, SPEM, or STM) [3].…”

Section: General Features Of Alkaline Electrochemical Promotionmentioning

confidence: 99%

“…Urquhart et al used other K + -conductor solid electrolyte (K-βAl2O3) in Fischer-Tropsch reaction studies under both atmospheric [21] and high pressure [22], and de Lucas-Consuegra et al introduced the use of this kind of ion-conducting catalyst support for the electrochemical promotion of Pt in CO [23] and propylene [24] oxidation, as well as in NOx reduction reactions [25,26]. More recent alkaline electrochemical promotion studies on CO2 hydrogenation [27][28][29][30] and methanol conversion reactions [31][32][33] should Vayenas et al performed the first electrochemical promotion study with alkaline solid electrolyte (Na-βAl 2 O 3 ) in 1991 [8]. From this pioneer work, Na + -conductors have been widely employed in many catalytic systems such as ethylene [9,10], CO [11], propane [12] and propylene oxidation [13], NO reduction [14][15][16], Fischer Tropsch synthesis [17], or hydrogenation of benzene [18] and CO 2 [19].…”

Section: General Features Of Alkaline Electrochemical Promotionmentioning

confidence: 99%

A Review of Surface Analysis Techniques for the Investigation of the Phenomenon of Electrochemical Promotion of Catalysis with Alkaline Ionic Conductors

González‐Cobos

Lucas-Consuegra

2016

Catalysts

View full text Add to dashboard Cite

Electrochemical Promotion of Catalysis (EPOC) with alkali ionic conductors has been widely studied in literature due to its operational advantages vs. alkali classical promotion. This phenomenon allows to electrochemically control the alkali promoter coverage on a catalyst surface in the course of the catalytic reaction. Along the study of this phenomenon, a large variety of in situ and ex situ surface analysis techniques have been used to investigate the origin and mechanism of this kind of promotion.In this review, we analyze the most important contributions made on this field which have clearly evidenced the presence of adsorbed alkali surface species on the catalyst films deposited on alkaline solid electrolyte materials during EPOC experiments. Hence, the use of different surface analysis techniques such as scanning electron microscopy (SEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX), X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), scanning photoelectron microscopy (SPEM), or scanning tunneling microscopy (STM), led to a better understanding of the alkali promoting effect, and served to confirm the theory of electrochemical promotion on this kind of catalytic systems. Given the functional similarities between alkali electrochemical and chemical promotion, this review aims to bring closer this phenomenon to the catalysis scientific community.

show abstract

“…Υπάρχει όμως και μια πληθώρα μελετών που αφορούν στην ηλεκτροχημική ενίσχυση της αντίδρασης αυτής, ιδιαίτερα τις τελευταίες δεκαετίες, με πολύ σημαντικά αποτελέσματα. Συγκεκριμένα έχουν γίνει μελέτες στο παρελθόν σε καταλύτες Cu, Rh, Pt και σε Ni και Ru, εναποτεθειμένους σε YSZ και β-Αl2Ο3 [16,133,136,137,145,[196][197][198][199].…”

Section: ηλεκτροχημική ενίσχυση της υδρογόνωσης του Co2unclassified

“…Στις περιπτώσεις αυτές τα μοναδικά προϊόντα της αντίδρασης ήταν το CO και το CH4 σε θερμοκρασίες λειτουργίας από ~300 -480 o C [198,200]. Σε μελέτη των Theleritis et al με καταλύτη Ru/YSZ, η θερμοκρασία κυμάνθηκε μεταξύ 200 -300 o C [133].…”

Section: ηλεκτροχημική ενίσχυση της υδρογόνωσης του Co2unclassified

Μελέτη Της Ηλεκτροχημικής Ενίσχυσης Αναγωγικών Και Οξειδωτικών Αντιδράσεων

Kalaitzidou¹

View full text Add to dashboard Cite

Στις αρχές της δεκαετίας του 1980 ανακαλύφθηκε το φαινόμενο της Μη–Φαρανταϊκής Ηλεκτροχημικής Τροποποίησης της Καταλυτικής Ενεργότητας (Non-Faradaic Electrochemical Modification of Catalytic Activity, NEMCA effect) ή της Ηλεκτροχημικής Ενίσχυσης της Κατάλυσης (Electrochemical Promotion of Catalysis, EPOC). Το φαινόμενο αυτό αναφέρεται στην αντιστρεπτή μεταβολή της καταλυτικής ενεργότητας και εκλεκτικότητας καταλυτικών υμενίων εναποτεθειμένων σε στερεούς ηλεκτρολύτες, η οποία προκαλείται από την επιβολή σταθερού ρεύματος ή δυναμικού μεταξύ του καταλυτικού υμενίου και ενός δεύτερου υμενίου (βοηθητικό ηλεκτρόδιο) το οποίο είναι επίσης εναποτεθειμένο στον στερεό ηλεκτρολύτη. Η επίδραση του φαινομένου έχει επιβεβαιωθεί για ένα πλήθος καταλυτικών συστημάτων, σε διάφορους μεταλλικούς καταλύτες, εναποτεθειμένους σε διάφορους ηλεκτρολύτες, Έχει βρεθεί, με χρήση διαφόρων τεχνικών, ότι η ηλεκτροχημική ενίσχυση πηγάζει από την ηλεκτροχημικά ελεγχόμενη παροχή ενισχυτικών ειδών από το φορέα – ηλεκτρολύτη στα καταλυτικά σωματίδια. Τα προωθητικά αυτά ιοντικά είδη, μαζί με το αντισταθμιστικό φορτίο τους στο μέταλλο, σχηματίζουν επιφανειακά δίπολα και καταλαμβάνουν θέσεις σε ολόκληρη την καταλυτική επιφάνεια δημιουργώντας μια ισοδύναμη ηλεκτροχημική διπλοστοιβάδα, η οποία επηρεάζει την ισχύ των δεσμών και συνεπώς την καταλυτική ενεργότητα των ροφημένων αντιδρώντων μορίων και ενδιαμέσων προϊόντων. Στην παρούσα εργασία μελετάται το φαινόμενο αυτό για δυο αντιδράσεις περιβαλλοντικού ενδιαφέροντος, συγκεκριμένα για την αντίδραση της υδρογόνωσης του διοξειδίου του άνθρακα και για την αντίδραση της οξείδωσης του μεθανίου. H ηλεκτροχημική ενίσχυση της υδρογόνωσης του διοξειδίου του άνθρακα μελετήθηκε σε καταλύτες Ru, και διεσπαρμένους καταλύτες Ru-Co σε ΒΖΥ, με τη χρήση ενός πρωτονιακού αγωγού ΒZY, ενώ η ηλεκτροχημική ενίσχυση της οξείδωσης του μεθανίου μελετήθηκε σε καταλύτες Pd, με τη χρήση ενός αγωγού ιόντων οξυγόνου, YSZ. Τα αποτελέσματα της μελέτης αυτής προσφέρουν μια σαφή επίδειξη της ισχύος των Κανόνων Χημικής και Ηλεκτροχημικής Ενίσχυσης, οι οποίοι επιτρέπουν την πρόβλεψη της συμπεριφοράς ενός ηλεκτροχημικού κελιού κατά την επιβολή ρευμάτων ή δυναμικών, μέσω της κινητικής του συστήματος υπό συνθήκες ανοιχτού κυκλώματος.

show abstract

Electrochemical promotion of CO 2 hydrogenation on Ru catalyst–electrodes supported on a K–β″–Al 2 O 3 solid electrolyte

Cited by 25 publications

References 57 publications

Tuning of Catalytic Activity by Thermoelectric Materials for Carbon Dioxide Hydrogenation

Tuning of Catalytic Activity by Thermoelectric Materials for Carbon Dioxide Hydrogenation

A Review of Surface Analysis Techniques for the Investigation of the Phenomenon of Electrochemical Promotion of Catalysis with Alkaline Ionic Conductors

Μελέτη Της Ηλεκτροχημικής Ενίσχυσης Αναγωγικών Και Οξειδωτικών Αντιδράσεων

Contact Info

Product

Resources

About