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-Feng You,Yixin Li,Tianqi Yu,Jun Song,Pan Hu,Xinqiang Wang,Baowen Zhou
出处
期刊:ACS Catalysis 卷期号:13 (15): 10153-10160 被引量:10
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
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
hail发布了新的文献求助10
刚刚
yoyo发布了新的文献求助10
刚刚
JamesPei应助落雁采纳,获得10
1秒前
酷波er应助ldysaber采纳,获得10
1秒前
1秒前
奋斗的觅山完成签到,获得积分10
1秒前
欧阳静芙完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
聂难敌发布了新的文献求助10
3秒前
setmefree发布了新的文献求助10
3秒前
咸鱼有梦想完成签到,获得积分20
4秒前
满姣发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
小蘑菇应助超级火龙果采纳,获得10
9秒前
墨沁发布了新的文献求助10
9秒前
聂难敌完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
阿腾发布了新的文献求助10
10秒前
gentleman完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
牛诗悦发布了新的文献求助10
13秒前
15秒前
干辣椒完成签到 ,获得积分10
15秒前
YQQQ发布了新的文献求助10
15秒前
星辰大海应助xxx采纳,获得10
15秒前
麦益颖发布了新的文献求助10
16秒前
希望天下0贩的0应助llzuo采纳,获得10
17秒前
共享精神应助samjoo采纳,获得10
17秒前
Gxy完成签到,获得积分10
18秒前
20秒前
所所应助5135352采纳,获得10
20秒前
贺飞风发布了新的文献求助10
21秒前
ww完成签到,获得积分10
21秒前
善学以致用应助瘦瘦采纳,获得10
21秒前
21秒前
22秒前
22秒前
mycishere发布了新的文献求助10
23秒前
wangyuan完成签到,获得积分20
23秒前
Ava应助活泼的手机采纳,获得10
25秒前
高分求助中
The Oxford Handbook of Social Cognition (Second Edition, 2024) 1050
Kinetics of the Esterification Between 2-[(4-hydroxybutoxy)carbonyl] Benzoic Acid with 1,4-Butanediol: Tetrabutyl Orthotitanate as Catalyst 1000
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 500
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 3140965
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2791902
关于积分的说明 7800851
捐赠科研通 2448159
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1302441
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 626568
版权声明 601226