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Investigation of CO2 Electrolysis on Tin Foil by Electrochemical Impedance Spectroscopy

Bienen, Fabian und Kopljar, Dennis und Geiger, Simon und Wagner, Norbert und Klemm, Elias und Friedrich, K. Andreas (2020) Investigation of CO2 Electrolysis on Tin Foil by Electrochemical Impedance Spectroscopy. ACS Sustainable Chemistry and Engineering, 8 (13), Seiten 5193-5199. American Chemical society (ACS). doi: 10.1021/acssuschemeng.9b07625. ISSN 2168-0485.

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Offizielle URL: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssuschemeng.9b07625

Kurzfassung

The conversion of CO2 on tin catalysts via electrolysis leads to valuable chemicals like CO and formate and can help to close the carbon cycle. In the current literature, catalysts for the electrochemical CO2 reduction reaction (CO2RR) are amongst other methods characterized via electrochemical impedance spectroscopy (EIS) in terms of charge transfer resistances while neglecting the parallelly occurring hydrogen evolution reaction (HER). This may lead to an inapt assignment of the catalyst properties to the CO2RR, whereas the impedance spectrum displays features of the parasitic HER or mixed information of both the reactions. This circumstance is tackled systematically in this work by analyzing linear sweep voltammograms and impedance spectra under various experimental conditions to get more insights into the processes displayed in the respective impedance spectra. The main finding is that the observed high-frequency process displays a charge transfer reaction, which contains contributions of the HER and CO2RR and is not appropriate for evaluating catalysts for the CO2RR. This ambiguity was observed for experimental conditions where the HER or CO2RR prevailed. Additionally, equivalent circuit model (EQCM) simulations confirmed the occurrence of just one arc in the EIS spectrum for the parallelly occurring charge transfer reactions on the same electrode.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/136691/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Investigation of CO2 Electrolysis on Tin Foil by Electrochemical Impedance Spectroscopy
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Bienen, FabianFabian.Bienen (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4660-8826NICHT SPEZIFIZIERT
Kopljar, DennisDennis.Kopljar (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2228-2016NICHT SPEZIFIZIERT
Geiger, Simonsimon.geiger (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3190-7185NICHT SPEZIFIZIERT
Wagner, NorbertNorbert.Wagner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2596-8689NICHT SPEZIFIZIERT
Klemm, Eliaselias.klemm (at) itc.uni-stuttgart.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Friedrich, K. AndreasAndreas.Friedrich (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2968-5029NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:13 März 2020
Erschienen in:ACS Sustainable Chemistry and Engineering
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:8
DOI:10.1021/acssuschemeng.9b07625
Seitenbereich:Seiten 5193-5199
Verlag:American Chemical society (ACS)
ISSN:2168-0485
Status:veröffentlicht
Stichwörter:CO2 electrolysis, CO2RR, electrochemical impedance spectroscopy, tin, formate, carbon dioxide, CO2
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Speicher und vernetzte Infrastrukturen
HGF - Programmthema:Elektrolyse und Wasserstoff
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SP - Energiespeicher
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Elektrochemische Prozesse (Elektrolyse) (alt)
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Elektrochemische Energietechnik
Hinterlegt von: Bienen, Fabian
Hinterlegt am:23 Okt 2020 11:33
Letzte Änderung:24 Okt 2023 10:54

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