Kinetic cation effect in alkaline hydrogen electrocatalysis and double layer proton transfer

电催化剂 质子 动能 化学 双层(生物学) 图层(电子) 材料科学 纳米技术 电化学 物理化学 物理 电极 量子力学
作者
Peng Li,Yaling Jiang,Yana Men,Yuzhou Jiao,Shengli Chen
出处
期刊:Nature Communications [Springer Nature]
卷期号:16 (1)
标识
DOI:10.1038/s41467-025-56966-9
摘要

Unveiling the so far ambiguous mechanism of the significant dependence on the identity of alkali metal cation would prompt opportunities to solve the more than two orders of magnitude slowdown of hydrogen electrocatalytic kinetics in base relative to acid, which has hampered the effort to reduce the precious metal usage in fuel cells by using the hydroxide exchange membrane. Herein, we present atomic-scale evidences from ab-initio molecular dynamics simulation and in-situ surface-enhanced infrared absorption spectroscopy which show that it is the apparent discrepancies in the electric double-layer structures induced by differently sized cations that lead to largely different interfacial proton transfer barriers and therefore hydrogen electrocatalytic kinetics in base. Concretely, severe accumulation of larger cation in electric double-layer causes more discontinuous interfacial water distribution and H-bond network, thus rendering the proton transfer from bulk to interface more obstructed. Such notion is strikingly different from the previously envisioned impact of cation-intermediate interactions on the energetics of surface steps, providing a unique interfacial perspective for understanding the ubiquitous cation specificity in electrocatalysis. Understanding the ubiquitous cation specificity in electrocatalysis is of great fundamental and technical significance. Here, the authors report atomic-scale evidence showing that the kinetic cation effect in alkaline hydrogen electrocatalysis is related to proton transfer in the electric double-layer.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
可爱的柜子完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
SUN发布了新的文献求助10
1秒前
shaco发布了新的文献求助10
1秒前
共享精神应助我是大天才采纳,获得10
2秒前
2秒前
2秒前
Schroenius发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
sciress完成签到,获得积分10
2秒前
花生了什么树完成签到,获得积分10
3秒前
喜文发布了新的文献求助10
3秒前
哈哈哈应助热心芷雪采纳,获得30
3秒前
zasideler发布了新的文献求助10
5秒前
科研闲人完成签到,获得积分10
5秒前
sciress发布了新的文献求助10
5秒前
甜蜜乐松完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
巧乐兹发布了新的文献求助10
5秒前
落后盼望完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
朝夕完成签到,获得积分20
6秒前
7秒前
焦米棍发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
猩心发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
思源应助gzyyb采纳,获得10
9秒前
科研通AI5应助冷傲新柔采纳,获得10
9秒前
kmmu0611发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
10秒前
泽泽发布了新的文献求助10
11秒前
甜甜长颈鹿关注了科研通微信公众号
11秒前
11秒前
木木林发布了新的文献求助10
11秒前
脑洞疼应助Schroenius采纳,获得10
11秒前
脑洞疼应助端庄的天宇采纳,获得10
12秒前
小净儿完成签到 ,获得积分10
13秒前
高分求助中
Continuum thermodynamics and material modelling 3000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Healthcare Finance: Modern Financial Analysis for Accelerating Biomedical Innovation 2000
Applications of Emerging Nanomaterials and Nanotechnology 1111
Unseen Mendieta: The Unpublished Works of Ana Mendieta 1000
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 1000
工业结晶技术 880
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 材料科学 生物 工程类 有机化学 生物化学 纳米技术 内科学 物理 化学工程 计算机科学 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 细胞生物学 免疫学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3490396
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3077358
关于积分的说明 9148590
捐赠科研通 2769569
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1519799
邀请新用户注册赠送积分活动 704314
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 702113