Adiabatic versus non-adiabatic electron transfer at 2D electrode materials
Publiceringsår
2021
Upphovspersoner
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.
Abstrakt
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.
Visa merOrganisationer och upphovspersoner
Publikationstyp
Publikationsform
Artikel
Moderpublikationens typ
Tidning
Artikelstyp
En originalartikel
Målgrupp
VetenskapligKollegialt utvärderad
Kollegialt utvärderadUKM:s publikationstyp
A1 Originalartikel i en vetenskaplig tidskriftPublikationskanalens uppgifter
Journal
Förläggare
Volym
12
Artikelnummer
7110
ISSN
Publikationsforum
Publikationsforumsnivå
3
Öppen tillgång
Öppen tillgänglighet i förläggarens tjänst
Ja
Öppen tillgång till publikationskanalen
Helt öppen publikationskanal
Parallellsparad
Ja
Övriga uppgifter
Vetenskapsområden
Fysik; Kemi
Nyckelord
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Publiceringsland
Förenade kungariket
Förlagets internationalitet
Internationell
Språk
engelska
Internationell sampublikation
Ja
Sampublikation med ett företag
Nej
DOI
10.1038/s41467-021-27339-9
Publikationen ingår i undervisnings- och kulturministeriets datainsamling
Ja