Janus Electrode of Asymmetric Wettability for H2O2 Production with Highly Efficient O2 Utilization

润湿 杰纳斯 电极 曝气 电化学 化学工程 材料科学 涂层 催化作用 析氧 基质(水族馆) 图层(电子) 纳米技术 化学 复合材料 有机化学 物理化学 工程类 地质学 海洋学
作者
Haichuan Zhang,Yingshuang Zhao,Yingjie Li,Guanghe Li,Juan Li,Fang Zhang
出处
期刊:ACS applied energy materials [American Chemical Society]
卷期号:3 (1): 705-714 被引量:66
标识
DOI:10.1021/acsaem.9b01908
摘要

Aeration-based electrochemical systems to produce H2O2 face two major challenges: O2 mass transfer limitation and low utilization efficiency of sparged oxygen. To mitigate these problems, a Janus electrode (JE) of asymmetric wettability with hydrophobic gas storage layer (GSL) and hydrophilic catalyst layer (CL) was successfully fabricated by substrate hydrophobization and a subsequent catalyst-coating treatment. When O2 was sparged at 6 mL min–1, the JE obtained a H2O2 generation rate of 2.8 ± 0.02 mg h–1 cm–2 with oxygen utilization efficiency (OUE) of 5.0 ± 0.7% at −0.4 V vs Ag/AgCl, much higher than those of hydrophobic electrodes (1.1 ± 0.3 mg h–1 cm–2, OUE of 2.0 ± 0.5%) and hydrophilic electrodes (0.1 ± 0.004 mg h–1 cm–2, OUE of 0.2 ± 0.01%). The improved performance with JE was attributed to an adequate oxygen supply from hydrophobic GSL and abundant active sites in hydrophilic CL. With the critical aeration rate of 0.5 mL min–1, the JE obtained an extremely high OUE of 37.4 ± 3.7%. With the applied potential increase to −1.0 V vs Ag/AgCl, the H2O2 generation rate of JE consequently improved to 19.5 ± 0.4 mg h–1 cm–2. This asymmetric structure of the Janus electrode successfully mitigated the O2 mass transport limitation and reduced the O2 bubble waste for H2O2 production, enabling more energy-efficient and cost-effective electrochemical remediation processes.
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
刚刚
1秒前
温暖的天抒完成签到,获得积分20
2秒前
2秒前
Sally完成签到,获得积分10
2秒前
fun发布了新的文献求助10
2秒前
西柚发布了新的文献求助10
3秒前
感动书文完成签到,获得积分10
4秒前
喻辰星完成签到,获得积分10
4秒前
九局下半发布了新的文献求助10
4秒前
领导范儿应助YJ888采纳,获得10
5秒前
要减肥的语堂完成签到,获得积分10
5秒前
从容的鹰发布了新的文献求助10
5秒前
所所应助驰驰采纳,获得10
6秒前
科研通AI2S应助suodeheng采纳,获得10
6秒前
梦幻完成签到 ,获得积分10
7秒前
打野完成签到,获得积分10
7秒前
Hello应助初夏发SCI采纳,获得10
8秒前
852应助橘子采纳,获得10
8秒前
8秒前
林夕完成签到,获得积分10
8秒前
让我瞅瞅发布了新的文献求助10
8秒前
李志全发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
梓航蒋完成签到,获得积分10
10秒前
路弥完成签到,获得积分10
11秒前
灵巧的绮菱完成签到 ,获得积分10
12秒前
NexusExplorer应助ayayaya采纳,获得10
12秒前
De_Am0ur关注了科研通微信公众号
13秒前
梓航蒋发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
小马甲应助Jer采纳,获得10
14秒前
从容的鹰完成签到,获得积分10
15秒前
西柚完成签到,获得积分10
16秒前
失眠无声完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
16秒前
17秒前
光影发布了新的文献求助10
17秒前
22秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 3000
J'AI COMBATTU POUR MAO // ANNA WANG 660
Izeltabart tapatansine - AdisInsight 600
Introduction to Comparative Public Administration Administrative Systems and Reforms in Europe, Third Edition 3rd edition 500
Geotechnical characterization of slope movements 500
Individualized positive end-expiratory pressure in laparoscopic surgery: a randomized controlled trial 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3752834
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3296424
关于积分的说明 10093816
捐赠科研通 3011250
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1653695
邀请新用户注册赠送积分活动 788380
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 752809