3D‐Porous Electrocatalyst with Tip‐Enhanced Electric Field Effect Enables High‐Performance Proton Exchange Membrane Water Electrolyzer

材料科学 过电位 阴极 质子交换膜燃料电池 电解质 电催化剂 傅里叶变换红外光谱 电场 化学工程 传质 水平扫描速率 分析化学(期刊) 电化学 电极 物理化学 热力学 燃料电池 工程类 物理 化学 量子力学 色谱法 循环伏安法
作者
Teng Chen,Jun Ma,Chenjia Liang,Yi Luo,Xin Xu,Jianqiang Hu,Jie Chen,Weiping Ding
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:37 (9): e2418527-e2418527 被引量:22
标识
DOI:10.1002/adma.202418527
摘要

Abstract Hydrogen evolution reaction (HER), as one of the most advanced methods for the green production of hydrogen, is greatly impeded by inefficient mass transfer. Here we present an efficiently reactant enriched and mass traffic system by integrating high‐curvature Pt nanocones with 3D porous TiAl framework to enhance mass transfer rate. Theoretical simulations, in situ Raman spectroscopy and potential‐dependent Fourier transform infrared spectroscopy results disclose that the strong local electric field induced by high‐curvature Pt can greatly promote the H 3 O + supply rate during HER, resulting in ∼1.6 times higher H 3 O + concentration around the Pt nanocone than that in electrolyte. X‐ray computed tomography and molecular dynamic simulation demonstrate the diffusion coefficient of H 3 O + in 3D TiAl framework surpasses that in commercial carbon support by more than 16.7 times. Consequently, Pt/TiAl‐nanocone exhibits a high mass activity of 17.2 mA cm −2 Pt at an overpotential of 100 mV with an ultrahigh TOF value of 42.9 atom −1 s −1 . In a proton exchange membrane water electrolyzer, the Pt/TiAl‐nanocone cathode achieves an industrial‐scale current density of 1.0 A cm −2 with a cell voltage of 1.88 V at 60 °C and can operate stably for at least 800 h with a sluggish voltage decay rate of 137 µV h −1 .
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
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
Hello应助Glacier采纳,获得10
刚刚
端庄的乐枫完成签到,获得积分20
1秒前
烟花应助Junex采纳,获得10
1秒前
imperfect完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
Yau发布了新的文献求助10
2秒前
不安的寄松完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
欧科狗发布了新的文献求助10
2秒前
baizhu发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
4秒前
嵇丹雪发布了新的文献求助20
4秒前
4秒前
ChenxiDai发布了新的文献求助10
4秒前
语音助手发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
5秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
5秒前
丘比特应助洁净静竹采纳,获得10
5秒前
淬h发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
6秒前
汉堡包应助nature采纳,获得10
7秒前
息衍007发布了新的文献求助10
7秒前
JamesPei应助老实寒梦采纳,获得30
7秒前
马凤杰发布了新的文献求助30
7秒前
7秒前
8秒前
嘿嘿发布了新的文献求助10
8秒前
烟花应助zyc1111111采纳,获得10
8秒前
wanci应助研友_8o5V2n采纳,获得10
8秒前
8秒前
8秒前
Grace发布了新的文献求助10
8秒前
清澜庭完成签到,获得积分10
8秒前
Orange应助不可靠月亮采纳,获得10
8秒前
嘻嘻关注了科研通微信公众号
8秒前
Zxx发布了新的文献求助10
8秒前
9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
Iron toxicity and hematopoietic cell transplantation: do we understand why iron affects transplant outcome? 2000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1021
Teacher Wellbeing: Noticing, Nurturing, Sustaining, and Flourishing in Schools 1000
Efficacy of sirolimus in Klippel-Trenaunay syndrome 500
EEG in Childhood Epilepsy: Initial Presentation & Long-Term Follow-Up 500
Latent Class and Latent Transition Analysis: With Applications in the Social, Behavioral, and Health Sciences 500
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 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5479337
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4580925
关于积分的说明 14377452
捐赠科研通 4509459
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2471322
邀请新用户注册赠送积分活动 1457836
关于科研通互助平台的介绍 1431668