Adiabatic versus non-adiabatic electron transfer at 2D electrode materials
Julkaisuvuosi
2021
Tekijät
Liu, Dan-Qing; Kang, Minkyung; Perry, David; Chen, Chang-Hui; West, Geoff; Xia, Xue; Chaudhuri, Shayantan; Laker, Zachary P. L.; Wilson, Neil R.; Meloni, Gabriel N.; Melander, Marko M.; Maurer, Reinhard J.; Unwin, Patrick R.
Tiivistelmä
2D electrode materials are often deployed on conductive supports for electrochemistry and there is a great need to understand fundamental electrochemical processes in this electrode configuration. Here, an integrated experimental-theoretical approach is used to resolve the key electronic interactions in outer-sphere electron transfer (OS-ET), a cornerstone elementary electrochemical reaction, at graphene as-grown on a copper electrode. Using scanning electrochemical cell microscopy, and co-located structural microscopy, the classical hexaamineruthenium (III/II) couple shows the ET kinetics trend: monolayer > bilayer > multilayer graphene. This trend is rationalized quantitatively through the development of rate theory, using the Schmickler-Newns-Anderson model Hamiltonian for ET, with the explicit incorporation of electrostatic interactions in the double layer, and parameterized using constant potential density functional theory calculations. The ET mechanism is predominantly adiabatic; the addition of subsequent graphene layers increases the contact potential, producing an increase in the effective barrier to ET at the electrode/electrolyte interface.
Näytä enemmänOrganisaatiot ja tekijät
Julkaisutyyppi
Julkaisumuoto
Artikkeli
Emojulkaisun tyyppi
Lehti
Artikkelin tyyppi
Alkuperäisartikkeli
Yleisö
TieteellinenVertaisarvioitu
VertaisarvioituOKM:n julkaisutyyppiluokitus
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessäJulkaisukanavan tiedot
Lehti
Kustantaja
Volyymi
12
Artikkelinumero
7110
ISSN
Julkaisufoorumi
Julkaisufoorumitaso
3
Avoin saatavuus
Avoin saatavuus kustantajan palvelussa
Kyllä
Julkaisukanavan avoin saatavuus
Kokonaan avoin julkaisukanava
Rinnakkaistallennettu
Kyllä
Muut tiedot
Tieteenalat
Fysiikka; Kemia
Avainsanat
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Julkaisumaa
Yhdistynyt kuningaskunta
Kustantajan kansainvälisyys
Kansainvälinen
Kieli
englanti
Kansainvälinen yhteisjulkaisu
Kyllä
Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa
Ei
DOI
10.1038/s41467-021-27339-9
Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen
Kyllä