Self-Powered Hydrogen Production with Improved Energy Efficiency via Polysulfides Redox

分解水 氧化还原 制氢 多硫化物 电池(电) 析氧 电解水 阳极 太阳能 水溶液 储能 化学 光电化学电池 化学工程 材料科学 电解 电化学 无机化学 催化作用 电极 有机化学 功率(物理) 光催化 电气工程 物理化学 工程类 物理 电解质 量子力学
作者
Jin‐Tao Ren,Lei Chen,Haoyu Wang,Wenwen Tian,Lei Wang,Minglei Sun,Yi Feng,Sixiang Zhai,Zhong‐Yong Yuan
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:17 (24): 25707-25720 被引量:15
标识
DOI:10.1021/acsnano.3c10867
摘要

In the pursuit of efficient solar-driven electrocatalytic water splitting for hydrogen production, the intrinsic challenges posed by the sluggish kinetics of anodic oxygen evolution and intermittent sunlight have prompted the need for innovative energy systems. Here, we introduce an approach by coupling the polysulfides oxidation reaction with the hydrogen evolution reaction for energy-saving H2 production, which could be powered by an aqueous zinc-polysulfides battery to construct a self-powered energy system. This unusual hybrid water electrolyzer achieves 300 mA cm-2 at a low cell voltage of 1.14 V, saving electricity consumption by 100.4% from 5.47 to 2.73 kWh per m3 H2 compared to traditional overall water splitting. Benefiting from the favorable reaction kinetics of polysulfides oxidation/reduction, the aqueous zinc-polysulfides battery exhibits an energy efficiency of approximately 89% at 1.0 mA cm-2. Specially, the zinc-polysulfide battery effectively stores intermittent solar energy as chemical energy during light reaction by solar cells. Under an unassisted light reaction, the batteries could release energy to drive H2 production through a hybrid water electrolyzer for uninterrupted hydrogen production. Therefore, the aim of simultaneously generating H2 and eliminating the restrictions of intermittent sunlight is realized by combining the merits of polysulfides redox, an aqueous metal-polysulfide battery, and solar cells. We believe that this concept and utilization of polysulfides redox will inspire further fascinating attempts for the development of sustainable energy via electrocatalytic reactions.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
dadii完成签到,获得积分10
刚刚
畅快访蕊发布了新的文献求助10
刚刚
微风打了烊完成签到 ,获得积分10
3秒前
壮观千筹发布了新的文献求助10
3秒前
CodeCraft应助小凉采纳,获得10
3秒前
4秒前
简单点完成签到,获得积分10
5秒前
沉默洋葱完成签到,获得积分10
6秒前
yuanzhilong发布了新的文献求助10
6秒前
liuHX完成签到,获得积分10
7秒前
9秒前
9秒前
9秒前
令狐紫夏完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
123完成签到,获得积分20
12秒前
无语的怜梦完成签到,获得积分10
12秒前
YH完成签到,获得积分10
13秒前
赵田发布了新的文献求助10
13秒前
瑾瑾发布了新的文献求助10
14秒前
Lucas应助忆楠采纳,获得10
15秒前
chengyuan完成签到,获得积分10
15秒前
勤劳nannan完成签到,获得积分10
15秒前
叮叮叮发布了新的文献求助10
16秒前
小橘发布了新的文献求助30
17秒前
QinQin发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
vanshaw.vs发布了新的文献求助10
19秒前
小巧的怜晴完成签到 ,获得积分10
19秒前
20秒前
led完成签到,获得积分10
20秒前
zhang完成签到,获得积分10
21秒前
LeoJun驳回了hudu应助
23秒前
Obvious完成签到,获得积分10
24秒前
大模型应助风中的如南采纳,获得10
24秒前
研友_Z119gZ完成签到 ,获得积分10
25秒前
阿辉完成签到,获得积分10
25秒前
乐观翎完成签到,获得积分10
26秒前
梨糯糯完成签到 ,获得积分20
27秒前
王二柱今天毕业了吗完成签到,获得积分10
28秒前
高分求助中
The Oxford Handbook of Social Cognition (Second Edition, 2024) 1050
Kinetics of the Esterification Between 2-[(4-hydroxybutoxy)carbonyl] Benzoic Acid with 1,4-Butanediol: Tetrabutyl Orthotitanate as Catalyst 1000
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
Handbook of Qualitative Cross-Cultural Research Methods 600
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3139871
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2790774
关于积分的说明 7796588
捐赠科研通 2447179
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1301652
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 626313
版权声明 601194