亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整的填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Integrative Active Sites of Cathode for Electron-Oxygen-Proton Coupling To Favor H2O2 Production in a Photoelectrochemical System

阴极 质子 联轴节(管道) 氧气 析氧 电子 化学 无机化学 光化学 电化学 材料科学 电极 物理 物理化学 有机化学 量子力学 冶金
作者
Shan Li,Lei Chen,Jian Wang,Tian Liu,Dawei Li,Zhi Yang,Xin Xiao,Chiheng Chu,Baoliang Chen
出处
期刊:Environmental Science & Technology [American Chemical Society]
卷期号:58 (23): 10072-10083
标识
DOI:10.1021/acs.est.4c01601
摘要

The oxygen reduction process generating H2O2 in the photoelectrochemical (PEC) system is milder and environmentally friendly compared with the traditional anthraquinone process but still lacks the efficient electron-oxygen-proton coupling interfaces to improve H2O2 production efficiency. Here, we propose an integrated active site strategy, that is, designing a hydrophobic C–B–N interface to refine the dearth of electron, oxygen, and proton balance. Computational calculation results show a lower energy barrier for H2O2 production due to synergistic and coupling effects of boron sites for O2 adsorption, nitrogen sites for H+ binding, and the carbon structure for electron transfer, demonstrating theoretically the feasibility of the strategy. Furthermore, we construct a hydrophobic boron- and nitrogen-doped carbon black gas diffusion cathode (BN-CB-PTFE) with graphite carbon dots decorated on a BiVO4 photoanode (BVO/g-CDs) for H2O2 production. Remarkably, this approach achieves a record H2O2 production rate (9.24 μmol min–1 cm–2) at the PEC cathode. The BN-CB-PTFE cathode exhibits an outstanding Faraday efficiency for H2O2 production of ∼100%. The newly formed h-BN integrative active site can not only adsorb more O2 but also significantly improve the electron and proton transfer. Unexpectedly, coupling BVO/g-CDs with the BN-CB-PTFE gas diffusion cathode also achieves a record H2O2 production rate (6.60 μmol min–1 cm–2) at the PEC photoanode. This study opens new insight into integrative active sites for electron-O2-proton coupling in a PEC H2O2 production system that may be meaningful for environment and energy applications.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
6秒前
饭饭发布了新的文献求助10
10秒前
41秒前
扣子发布了新的文献求助10
46秒前
spark810应助科研通管家采纳,获得10
47秒前
spark810应助科研通管家采纳,获得10
47秒前
48秒前
Milton_z完成签到 ,获得积分10
55秒前
所所应助扣子采纳,获得30
57秒前
摆烂的实验室打工人完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
AST发布了新的文献求助10
1分钟前
留白完成签到,获得积分10
1分钟前
长于宽完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
研友_nEoDm8发布了新的文献求助10
1分钟前
研友_nEoDm8发布了新的文献求助10
2分钟前
巴拉巴拉巴拉完成签到 ,获得积分10
2分钟前
科目三应助唠叨的河马采纳,获得10
2分钟前
wthef完成签到 ,获得积分10
3分钟前
wy123完成签到 ,获得积分10
3分钟前
积极废物完成签到 ,获得积分10
4分钟前
赘婿应助科研通管家采纳,获得10
4分钟前
spark810应助科研通管家采纳,获得10
4分钟前
4分钟前
5分钟前
林川发布了新的文献求助10
5分钟前
5分钟前
hongt05完成签到 ,获得积分10
5分钟前
5分钟前
丘比特应助林川采纳,获得10
5分钟前
尉迟冰蓝发布了新的文献求助10
5分钟前
林川完成签到,获得积分10
6分钟前
Xulun完成签到,获得积分10
6分钟前
wanci应助科研通管家采纳,获得10
6分钟前
敏敏9813完成签到,获得积分10
6分钟前
满意白翠发布了新的文献求助10
7分钟前
samiii发布了新的文献求助10
7分钟前
Yang发布了新的文献求助30
7分钟前
迷你的靖雁完成签到,获得积分10
7分钟前
高分求助中
Evolution 2024
中国国际图书贸易总公司40周年纪念文集: 回忆录 2000
Impact of Mitophagy-Related Genes on the Diagnosis and Development of Esophageal Squamous Cell Carcinoma via Single-Cell RNA-seq Analysis and Machine Learning Algorithms 2000
Experimental investigation of the mechanics of explosive welding by means of a liquid analogue 1060
Die Elektra-Partitur von Richard Strauss : ein Lehrbuch für die Technik der dramatischen Komposition 1000
How to Create Beauty: De Lairesse on the Theory and Practice of Making Art 1000
Gerard de Lairesse : an artist between stage and studio 670
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 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 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3004732
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2664069
关于积分的说明 7219871
捐赠科研通 2300569
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1220104
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 594570
版权声明 593197