Highly Efficient Acidic Electrosynthesis of Hydrogen Peroxide at Industrial‐Level Current Densities Promoted by Alkali Metal Cations

电合成 过氧化氢 碱金属 化学 无机化学 电流(流体) 金属 电化学 有机化学 电极 物理化学 电气工程 工程类
作者
Peike Cao,Xueyang Zhao,Yanming Liu,Haiguang Zhang,Kun Zhao,Shuo Chen,Hongtao Yu,Dongrui Fan,Nathaniel N. Nichols,Jingguang G. Chen,Quan Xie
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
标识
DOI:10.1002/ange.202406452
摘要

Acidic H2O2 synthesis through electrocatalytic 2e– oxygen reduction presents a sustainable alternative to the energy‐intensive anthraquinone oxidation technology. Nevertheless, acidic H2O2 electrosynthesis suffers from low H2O2 Faradaic efficiencies primarily due to the competing reactions of 4e– oxygen reduction to H2O and hydrogen evolution in environments with high H+ concentrations. Here, we demonstrate the significant effect of alkali metal cations, acting as competing ions with H+, in promoting acidic H2O2 electrosynthesis at industrial‐level currents, resulting in an effective current densities of 50‒421 mA cm‒2 with 84‒100% Faradaic efficiency and a production rate of 856‒7842 μmol cm‐2 h‐1 that far exceeds the performance observed in pure acidic electrolytes or low‐current electrolysis. Finite‐element simulations indicate that high interfacial pH near the electrode surface formed at high currents is crucial for activating the promotional effect of K+. In situ attenuated total reflection Fourier transform infrared spectroscopy and ab initio molecular dynamics simulations reveal the central role of alkali metal cations in stabilizing the key *OOH intermediate to suppress 4e– oxygen reduction through interacting with coordinated H2O.
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
羽登仙完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
HH关闭了HH文献求助
刚刚
1秒前
兴奋的豆腐乳完成签到,获得积分10
3秒前
xiaohan,JIA发布了新的文献求助10
3秒前
ff完成签到,获得积分20
4秒前
齿瑛完成签到,获得积分10
6秒前
xiaoxiao31996发布了新的文献求助10
7秒前
聪明乌龟完成签到,获得积分10
8秒前
进步完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
wz1234完成签到,获得积分10
9秒前
李健的小迷弟应助towanda采纳,获得10
9秒前
顾矜应助蓝天采纳,获得30
9秒前
伶俐怀亦完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
希望天下0贩的0应助杨杨采纳,获得10
13秒前
13秒前
调皮糖豆发布了新的文献求助20
14秒前
雁风完成签到,获得积分10
14秒前
凡今发布了新的文献求助10
15秒前
派大凯不是俺完成签到,获得积分10
15秒前
诺幽时完成签到,获得积分10
16秒前
18秒前
19秒前
北沐完成签到,获得积分10
19秒前
CDong完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
泡芙发布了新的文献求助10
22秒前
24秒前
Viyo完成签到 ,获得积分10
24秒前
xbx完成签到,获得积分10
24秒前
无花果应助高浩洋大帅哥采纳,获得10
25秒前
songyk完成签到,获得积分10
25秒前
开朗渊思完成签到,获得积分10
25秒前
gavi发布了新的文献求助10
25秒前
科研通AI6.1应助fujun采纳,获得10
25秒前
25秒前
26秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Cowries - A Guide to the Gastropod Family Cypraeidae 1200
Quality by Design - An Indispensable Approach to Accelerate Biopharmaceutical Product Development 800
Pulse width control of a 3-phase inverter with non sinusoidal phase voltages 777
Signals, Systems, and Signal Processing 610
A Social and Cultural History of the Hellenistic World 500
Chemistry and Physics of Carbon Volume 15 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6397886
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8213305
关于积分的说明 17402661
捐赠科研通 5451188
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2881198
邀请新用户注册赠送积分活动 1857792
关于科研通互助平台的介绍 1699814