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
冷酷松鼠发布了新的文献求助10
刚刚
有钱发布了新的文献求助10
刚刚
CJW发布了新的文献求助10
刚刚
轻松雁蓉发布了新的文献求助10
1秒前
lizishu应助DR_MING采纳,获得10
1秒前
tassssadar发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
铎铎铎完成签到 ,获得积分10
1秒前
轻松金毛发布了新的文献求助30
1秒前
健康的鸽子完成签到,获得积分10
2秒前
丘比特应助hkh采纳,获得10
2秒前
科研通AI6.2应助酒梅子采纳,获得50
2秒前
2秒前
3秒前
李健应助热情寒珊采纳,获得10
3秒前
尕翠完成签到,获得积分10
3秒前
girl完成签到,获得积分10
3秒前
duang完成签到,获得积分10
4秒前
充电宝应助Dodo采纳,获得10
4秒前
椰子完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
5秒前
田様应助喷火娃采纳,获得10
5秒前
kunny完成签到 ,获得积分10
5秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
5秒前
英俊的铭应助Maestro_S采纳,获得30
5秒前
6秒前
me发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
下山完成签到,获得积分20
7秒前
晴天不下雨完成签到,获得积分10
7秒前
王多晴完成签到,获得积分10
8秒前
JamesPei应助轻松雁蓉采纳,获得10
8秒前
晒晒太阳完成签到,获得积分10
8秒前
赛妮完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
KELE完成签到,获得积分10
9秒前
tassssadar完成签到,获得积分10
9秒前
无极微光应助龚心茹采纳,获得20
9秒前
CJW发布了新的文献求助10
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
Burger's Medicinal Chemistry, Drug Discovery and Development, Volumes 1 - 8, 8 Volume Set, 8th Edition 1800
Cronologia da história de Macau 1600
Contemporary Debates in Epistemology (3rd Edition) 1000
International Arbitration Law and Practice 1000
文献PREDICTION EQUATIONS FOR SHIPS' TURNING CIRCLES或期刊Transactions of the North East Coast Institution of Engineers and Shipbuilders第95卷 1000
BRITTLE FRACTURE IN WELDED SHIPS 1000
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 纳米技术 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 物理化学 光电子学 细胞生物学 基因 电极 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6159901
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7988060
关于积分的说明 16603138
捐赠科研通 5268283
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2810896
邀请新用户注册赠送积分活动 1791166
关于科研通互助平台的介绍 1658105