The role of alkali metal cations and platinum-surface hydroxyl in the alkaline hydrogen evolution reaction

化学 无机化学 电解质 铂金 碱金属 离解(化学) 电化学 介电谱 催化作用 物理化学 电极 有机化学
作者
Aamir Hassan Shah,Zisheng Zhang,Zhihong Huang,Sibo Wang,Guangyan Zhong,Chengzhang Wan,Anastassia N. Alexandrova,Yu Huang,Xiangfeng Duan
出处
期刊:Nature Catalysis [Nature Portfolio]
卷期号:5 (10): 923-933 被引量:213
标识
DOI:10.1038/s41929-022-00851-x
摘要

The platinum-catalysed hydrogen evolution reaction (HER) generally shows poorer kinetics in alkaline electrolyte and represents a key challenge for alkaline water electrolysis. In the presence of alkali metal cations and hydroxyl anions, the electrode–electrolyte (platinum–water) interface in an alkaline electrolyte is far more complex than that in an acidic electrolyte. Here we combine electrochemical impedance spectroscopy and an electrical transport spectroscopy approach to probe and understand the fundamental role of different cations (Li+, Na+ and K+) in HER kinetics. Our integrated studies suggest that the alkali metal cations play an indirect role in modifying the HER kinetics, with the smaller cations being less destabilizing to the hydroxyl adsorbate (OHad) species in the HER potential window, which favours a higher coverage of OHad on the platinum surface. The surface OHad species are highly polar and act as both electronically favoured proton acceptors and geometrically favoured proton donors to promote water dissociation in alkaline media, thus boosting the Volmer-step kinetics and the HER activity. Platinum is the most active catalyst for the hydrogen evolution reaction, but the specific mechanism and the influence of the alkali metal cations remain elusive in alkaline media. Now, electrical transport spectroscopy, electrochemical impedance spectroscopy and ab initio molecular dynamics simulations are combined to elucidate the role of alkali metal cations for this reaction in alkaline electrolyte.
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
Hululu完成签到 ,获得积分10
2秒前
淡然的芷荷完成签到 ,获得积分10
3秒前
GT完成签到,获得积分10
5秒前
qiancib202完成签到,获得积分10
8秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
9秒前
等待的幼晴完成签到,获得积分10
10秒前
负责灵萱完成签到 ,获得积分10
12秒前
幽默的忆霜完成签到 ,获得积分10
20秒前
22秒前
26秒前
风光无限完成签到 ,获得积分20
30秒前
庄海棠完成签到 ,获得积分10
42秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
43秒前
沐风完成签到 ,获得积分10
49秒前
含糊的茹妖完成签到 ,获得积分0
52秒前
57秒前
huangqian完成签到,获得积分10
1分钟前
沧海一粟完成签到 ,获得积分10
1分钟前
进击的巨人完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
牛马完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
我不是奶黄包完成签到,获得积分10
1分钟前
Gavin完成签到,获得积分10
1分钟前
cq_2完成签到,获得积分10
1分钟前
花生完成签到 ,获得积分10
1分钟前
小二郎应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
Hello应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
Tianling完成签到,获得积分0
1分钟前
Rn完成签到 ,获得积分10
1分钟前
吉祥高趙完成签到 ,获得积分10
1分钟前
嘉人完成签到 ,获得积分10
1分钟前
可千万不要躺平呀应助yar采纳,获得10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
Lucas应助尊敬代亦采纳,获得10
1分钟前
yinshan完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
yar重新开启了小飞文献应助
1分钟前
1分钟前
幸福的杨小夕完成签到,获得积分20
1分钟前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 3000
徐淮辽南地区新元古代叠层石及生物地层 3000
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
Handbook of Industrial Diamonds.Vol2 1100
Global Eyelash Assessment scale (GEA) 1000
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 550
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 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4038029
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3575740
关于积分的说明 11373751
捐赠科研通 3305559
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1819224
邀请新用户注册赠送积分活动 892652
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 815022