Evaluating Differential Electrochemical Mass Spectrometry as a Tool to Probe the Lattice Oxygen Exchange Mechanism of Oxygen Evolution at Transition Metal Oxide Catalysts
Christoph J. Bondue, Biao He, Pouya Hosseini, Gabriel Boitel-Aullen, Tong Li, Kristina Tschulik
Es wird oft angenommen, dass bei der Sauerstoffentwicklung an Übergangsmetalloxidelektroden der Gittersauerstoff des Katalysators teilweise zu O2 oxidiert und die entstehende Lücke im Anionengitter durch das Wasser des Elektrolyten aufgefüllt wird. Um diesen Mechanismus nachzuweisen, wird häufig die elektrochemische Sauerstoffentwicklung aus 18O-Isotopen markierten Elektrolyten mittels Differenzielle Elektrochemische Massen Spektrometrie untersucht. Weicht der Molenbruch des Sauerstoffs mit der Isotopenzusammensetzung 16O18O signifikant vom erwarteten Wert ab, gilt der Gittersauerstoffaustauschmechanismus als erwiesen. In unserem neuen Artikel evaluieren wir diesen methodischen Ansatz und weisen auf, wie experimentelle Fallstricke umgangen werden können. Zudem zeigen wir erstmals, wie die erhaltenen Daten quantitative ausgewertet werden können, um Aussagen darüber zu treffen, welcher Anteil des entwickelten Sauerstoffs über den Gittersauerstoffaustauschmechanismus gebildet wird.