Understanding hydrogen electrocatalysis by probing the hydrogen-bond network of water at the electrified Pt/solution interface

铂金 电化学 化学 电催化剂 无机化学 氢铵 氢键 电解水 动力学 扩散 电极 催化作用 化学工程 电解 离子 分子 物理化学 热力学 有机化学 工程类 物理 电解质 量子力学
作者
Qiang Sun,Nicholas Oliveira,Sergiy Tyukhtenko,Jason J. Guo,Nathalie Myrthil,Steven A. Lopez,Ian Kendrick,Sanjeev Mukerjee,Lu Ma,Steven N. Ehrlich,Jingkun Li,Yushan Yan,Qingying Jia,William A. Goddard,Soonho Kwon
标识
DOI:10.26434/chemrxiv-2021-gks2k-v2
摘要

A grand challenge in electrochemistry is to understand and promote electrochemical processes by exploring and exploiting the interface. Herein, we promoted the hydrogen evolution and oxidation reactions (HER/HOR) of platinum (Pt) in base by introducing N-methylimidazoles into the Pt-water interface. In situ spectroscopic characterization of the interface together with Quantum Mechanics computations showed that this promotion is caused by the N-methylimidazoles facilitating diffusion of hydroxides across the interface by holding the second layer water close to Pt surfaces. We accordingly propose that the HER/HOR kinetics of Pt in acid and base is governed by diffusion of protons and hydroxides, respectively, through the hydrogen-bond network of interfacial water by the Grotthuss mechanism, which accounts for the pH-dependent HER/HOR kinetics of platinum, a long-standing puzzle. Moreover, we demonstrated a 40% performance improvement of an anion exchange membrane electrolyzer by adding 1,2-dimethylimidazole into the alkaline solution fed into its platinum cathode.
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
彭于晏应助杨哥四世采纳,获得10
刚刚
1秒前
水泥完成签到,获得积分10
1秒前
妙脆角完成签到,获得积分10
1秒前
大力的灵雁应助小田采纳,获得10
2秒前
2秒前
longer发布了新的文献求助10
2秒前
调皮尔白发布了新的文献求助10
4秒前
VelesAlexei完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
7秒前
sbsbsbob发布了新的文献求助20
7秒前
深情安青应助久念采纳,获得10
8秒前
满意百川完成签到,获得积分20
9秒前
科研通AI6.2应助小闵采纳,获得10
9秒前
认真的山兰完成签到,获得积分10
10秒前
小宋同学发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
13秒前
14秒前
15秒前
曾经以亦完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
17秒前
18秒前
冷酷依萱发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
杨哥四世发布了新的文献求助10
18秒前
yuxi2025发布了新的文献求助10
19秒前
闪闪的梦柏完成签到 ,获得积分10
19秒前
nuture完成签到 ,获得积分10
19秒前
小闵发布了新的文献求助10
21秒前
vagalin发布了新的文献求助100
22秒前
24秒前
141发布了新的文献求助10
25秒前
vagalin发布了新的文献求助100
26秒前
大帅完成签到,获得积分10
26秒前
wanna完成签到,获得积分10
27秒前
七七发布了新的文献求助10
28秒前
怡然雁凡完成签到,获得积分10
29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
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 2000
Cronologia da história de Macau 1600
Developmental Peace: Theorizing China’s Approach to International Peacebuilding 1000
Traitements Prothétiques et Implantaires de l'Édenté total 2.0 1000
Earth System Geophysics 1000
Bioseparations Science and Engineering Third Edition 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6131771
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7959199
关于积分的说明 16516151
捐赠科研通 5248884
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2803038
邀请新用户注册赠送积分活动 1784064
关于科研通互助平台的介绍 1655150