Stabilizing Lattice Oxygen to Enable Durable MnO2 Electrocatalyst for Simultaneous Acidic Hydrogen Production and Biomass Valorization

析氧 电催化剂 化学 氧气 电解水 电解 化学工程 制氢 氧化物 甲酸 溶解 无机化学 电极 电化学 电解质 有机化学 物理化学 工程类
作者
Yingjie Song,Jialong Qian,Shengnan Li,Zongtao Zhao,Cheng Hao,Kang Zou,Zhiqiang Han,Zhenhua Li,Hao Li,Hua Zhou,Mingfei Shao
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
标识
DOI:10.1002/anie.202502847
摘要

Understanding and steering the stability of earth‐abundant electrocatalysts in acidic medium is essential for proton exchange membrane (PEM) water electrolyzer. Manganese oxide (MnO2) is one of the promising candidates for acidic oxygen evolution reaction (OER), but it still suffers from the overoxidation and the underlying mechanism remains elusive. Here, we observed that lattice oxygen was involved in the OER process on γ‐MnO2 via Mars‐van‐Krevelen mechanism. Combined with theoretical calculation, we revealed that the release of lattice oxygen lowers the energy barrier of Mn dissolution and compromises the electrode durability. Based on this finding, we propose a strategy to efficiently stabilize lattice oxygen and suppress Mn overoxidation by replacing OER with glucose oxidation to formic acid, which follows a Langmuir‐Hinshelwood mechanism. As a result, the durability of γ‐MnO2 was enhanced by 1100 times, enabling long stability up to 960 hours. Moreover, we demonstrated a production rate of 487.1 mmol h−1 for formic acid and 16.7 L h−1 for H2 at 40 A in a PEM electrolyzer, providing a sustainable and scalable route for converting water and biomass into valuable chemicals and fuels.
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
李健应助忆墨浅琳采纳,获得10
1秒前
1秒前
秀丽奎完成签到 ,获得积分10
2秒前
缓慢小蚂蚁完成签到 ,获得积分10
3秒前
Domagin发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
5秒前
又又完成签到 ,获得积分10
5秒前
6秒前
666完成签到 ,获得积分10
6秒前
老谢医生完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
7秒前
7秒前
于瑜与余完成签到 ,获得积分10
9秒前
tsehmu1完成签到 ,获得积分10
9秒前
Jasper应助薛定谔的猫采纳,获得10
10秒前
10秒前
一二三木偶人完成签到,获得积分10
10秒前
幸福大白发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
12秒前
万刈发布了新的文献求助10
12秒前
翎儿响叮当完成签到 ,获得积分10
13秒前
玄学大哥发布了新的文献求助10
13秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
刘佳完成签到 ,获得积分10
15秒前
15秒前
16秒前
无限千山完成签到 ,获得积分10
16秒前
16秒前
17秒前
17秒前
reading gene完成签到,获得积分20
17秒前
小猫咸菜完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
科研通AI5应助赵铁柱采纳,获得10
19秒前
20秒前
高分求助中
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Neuromuscular and Electrodiagnostic Medicine Board Review 1000
Statistical Methods for the Social Sciences, Global Edition, 6th edition 600
こんなに痛いのにどうして「なんでもない」と医者にいわれてしまうのでしょうか 510
The Insulin Resistance Epidemic: Uncovering the Root Cause of Chronic Disease  500
Walter Gilbert: Selected Works 500
An Annotated Checklist of Dinosaur Species by Continent 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 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 3662487
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3223261
关于积分的说明 9750825
捐赠科研通 2933130
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1605938
邀请新用户注册赠送积分活动 758208
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 734743