Nickel–Iron Bimetal as a Cost-Effective Cocatalyst for Light-Driven Hydrogen Release from Methanol and Water

双金属 材料科学 制氢 分解水 催化作用 人工光合作用 化学工程 纳米技术 光化学 无机化学 化学 光催化 有机化学 冶金 工程类
作者
Jinglin Li,Bowen Sheng,Yiqing Chen,Jiajia Yang,Tao Ma,Chang You,Yixin Li,Tianqi Yu,Jun Song,Pan Hu,Xinqiang Wang,Baowen Zhou
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:13 (15): 10153-10160 被引量:33
标识
DOI:10.1021/acscatal.3c02024
摘要

Light-driven hydrogen evolution from liquid hydrogen carriers offers an innovative solution for the realization of safe storage and transportation of hydrogen. The exploration of efficient and cost-effective cocatalysts is highly desirable for constructing an affordable light-driven catalytic architecture. In this work, nickel–iron bimetal (NiFe) is rationally designed and then supported by gallium nitride nanowires (GaN NWs)/Si for light-driven hydrogen generation from methanol aqueous solution. Under optimized conditions, the H2 evolution rate of NiFe is even comparable to noble metals, e.g., Pt, Ru. By correlative operando spectroscopy characterizations, with density functional theory calculations, it is discovered that Fe is cooperative with Ni for dramatically lowering the energy barrier of the potential-limiting step of *CHO → *CO. What is more, by coordination of photoexcited charge carriers with photothermal effect, the production of hydrogen from CH3OH/H2O is evidently improved via the evolving track of *CH3O > *CH2O/*CHO > *CO > *CO2, in concurrent H2O dissociation toward ·OH. Combined with the superior optical and electronic attributes of the GaN NWs/Si semiconductor platform, NiFe bimetal enables the achievement of a marked hydrogen activity of 61.2 mmol g–1 h–1 by the only input of light under ambient conditions. This study presents a promising strategy for hydrogen release from liquid hydrogen carriers by using earth-abundant materials under mild conditions.
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
胖虎完成签到,获得积分10
3秒前
RedBig完成签到 ,获得积分10
4秒前
ksl完成签到 ,获得积分10
5秒前
tyyyyyy完成签到,获得积分10
8秒前
isedu完成签到,获得积分0
12秒前
alvin完成签到 ,获得积分10
13秒前
甜心椰奶莓莓完成签到 ,获得积分10
15秒前
淡淡东蒽完成签到,获得积分20
15秒前
277完成签到 ,获得积分10
17秒前
高大绝义完成签到,获得积分10
20秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
20秒前
Owen应助科研通管家采纳,获得10
21秒前
25秒前
缥缈的闭月完成签到,获得积分10
26秒前
无语的断缘完成签到,获得积分10
29秒前
云峤完成签到 ,获得积分10
35秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
36秒前
喵了个咪完成签到 ,获得积分10
39秒前
lxxxx完成签到 ,获得积分10
45秒前
我要看文献完成签到 ,获得积分10
45秒前
神奇五子棋完成签到 ,获得积分10
54秒前
香蕉面包完成签到 ,获得积分10
55秒前
酷炫觅双完成签到 ,获得积分10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
杜科研发布了新的文献求助10
1分钟前
Iris发布了新的文献求助10
1分钟前
victory_liu完成签到,获得积分10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
Iris完成签到,获得积分10
1分钟前
健忘的晓小完成签到 ,获得积分10
1分钟前
keyanxiaobaishu完成签到 ,获得积分10
1分钟前
loren313完成签到,获得积分0
1分钟前
王青青完成签到,获得积分10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
neversay4ever完成签到 ,获得积分10
1分钟前
屈煜彬完成签到 ,获得积分10
1分钟前
kyokyoro完成签到,获得积分10
1分钟前
李fr完成签到,获得积分10
1分钟前
吴静完成签到 ,获得积分10
1分钟前
czj完成签到 ,获得积分0
1分钟前
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
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
Principles of town planning : translating concepts to applications 500
Social Work and Social Welfare: An Invitation(7th Edition) 410
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 6059070
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7891603
关于积分的说明 16297099
捐赠科研通 5203346
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2783941
邀请新用户注册赠送积分活动 1766619
关于科研通互助平台的介绍 1647154