Nanorod Array-Based Hierarchical NiO Microspheres as a Bifunctional Electrocatalyst for a Selective and Corrosion-Resistance Seawater Photo/Electrolysis System

双功能 电催化剂 析氧 催化作用 化学工程 分解水 材料科学 电解 阳极 无机化学 电化学 化学 电极 有机化学 物理化学 光催化 工程类 电解质
作者
Khadijeh Hemmati,Ashwani Kumar,Amol R. Jadhav,Omran Moradlou,Alireza Z. Moshfegh,Hyoyoung Lee
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:13 (8): 5516-5528 被引量:74
标识
DOI:10.1021/acscatal.3c00510
摘要

Utilizing earth-abundant seawater over scarce freshwater for hydrogen fuel production via water electrolysis is a promising/sustainable strategy. However, the serious anodic corrosion due to the competing chloride oxidation reaction significantly hampers the overall stability of the electrolyzer. Therefore, it demands an efficient and robust catalyst with high selectivity and corrosion resistance for direct seawater splitting. Here, we present a bifunctional catalyst developed by morphology engineering to form nanorod array-based hierarchical NiO microspheres (NRAHM-NiO) as a three-dimensional (3D) hierarchical oxide/hydroxide urchin-like structure material for highly selective seawater splitting against chloride oxidation. Benefitting from highly intrinsic electroactive sites, good charge transferability, fast-releasing gas bubbles, and corrosion resistance as well as hydrophilic surface, the NRAHM-NiO exhibits outstanding bifunctional hydrogen evolution reaction (HER) and oxygen evolution reaction (OER) catalytic activity toward selective and durable overall seawater splitting. The system requires small cell voltages of 1.66 and 2.01 V to drive current densities of 100 and 500 mA cm–2 at room temperature, respectively. Such catalytic activity is superior compared to the benchmark Pt/C(−)||Pt/C(+) and Pt/C(−)||IrO2(+) pair systems. Importantly, this device demonstrates specific stability as well as selectivity toward the OER in seawater with 99% faradaic efficiency without forming any chlorine species. The experimental results are well supported by density functional theory (DFT) calculations. Powered by a single solar cell, the integrated photolysis system shows 9.9% solar-to-hydrogen (STH) efficiency.
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
烂漫的以蓝完成签到,获得积分10
1秒前
霸气的念云完成签到,获得积分10
1秒前
普通水果应助猪8986采纳,获得10
1秒前
四角水发布了新的文献求助10
1秒前
陈晗予完成签到,获得积分10
2秒前
佳jia完成签到,获得积分20
2秒前
Gzq025发布了新的文献求助10
2秒前
Lll完成签到,获得积分10
2秒前
zz发布了新的文献求助10
2秒前
科研达人完成签到,获得积分10
3秒前
wlnhyF完成签到,获得积分10
3秒前
开朗的友梅完成签到,获得积分10
3秒前
Northtime完成签到,获得积分10
3秒前
文乐完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
斯图伊完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
顾心完成签到,获得积分10
4秒前
不知为不知完成签到,获得积分10
5秒前
kk完成签到,获得积分0
5秒前
林夕发布了新的文献求助10
5秒前
sai完成签到,获得积分10
5秒前
ccccccp发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
king完成签到,获得积分10
8秒前
wp4455777完成签到,获得积分10
8秒前
万能图书馆应助qing采纳,获得10
8秒前
dusum完成签到,获得积分10
9秒前
Xingruxiao发布了新的文献求助20
9秒前
夹心小僧完成签到,获得积分10
9秒前
秋海棠完成签到,获得积分10
9秒前
bing发布了新的文献求助10
9秒前
五块墓碑完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
纳米纤维素完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
深情安青应助温暖芒果采纳,获得10
10秒前
Lydia完成签到,获得积分10
11秒前
大苏子哥哥完成签到,获得积分10
11秒前
Z777完成签到,获得积分10
11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
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
Principles of town planning : translating concepts to applications 500
Short-Wavelength Infrared Windows for Biomedical Applications 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6059539
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7892154
关于积分的说明 16299528
捐赠科研通 5203845
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2784002
邀请新用户注册赠送积分活动 1766778
关于科研通互助平台的介绍 1647203