퀴녹살린의 전기화학적 수소화는 전통적인 방법에 대한 유망한 대안으로 제시되지만, 수소화 과정의 방해로 인해 낮은 전류 밀도와 파라다이 전 효율로 어려움을 겪고 있습니다. 여기에서는 Ru 단일 원자가 도핑된 Co3O4 나노시트(RuSA/ns-Co3O4)의 공동 촉매 시스템을 개발하여 Ru 단일 원자의 농도를 조정하여 퀴녹살린의 전기화학적 수소화 속도를 가속화하기 위해 계면 H2O 거동을 최적화합니다. 이로 인해 200 mA cm-2의 높은 전류 밀도에서 1,2,3,4-테트라하이드로퀴녹살린에 대해 82%라는 놀라운 파라다이 효율을 달성할 수 있었습니다. 상세한 실험 및 이론 연구는 Ru 단일 원자가 계면 전하 재분배를 촉발하여 비대칭 지역 전기장을 유도하고 계면 H2O 분자를 H-다운 구성으로 재구성함을 보여줍니다. 이러한 재배치는 수소 결합된 수분 네트워크를 재구성하고, 수소 원자와 Co3O4 표면 사이의 거리를 단축시키며, K•H2O의 가용성을 조절하고 H*를 공급하기 위해 H2O 분해를 촉진합니다. 결과적으로, 막 전극 조립체 전해조는 200 mA cm-2에서 >100시간의 장기 안정성을 보여줍니다. 우리의 발견은 불포화 N-헤테로사이클 화합물의 전기화학적 수소화를 위한 계면 수분 미세 환경의 가능성을 강조하며, 다른 가치 있는 화학물의 전기합성을 위한 유망한 응용을 나타냅니다.
Meng et al. (Wed,)는 이 질문을 연구했습니다.