Design Criteria, Operating Conditions, and Nickel–Iron Hydroxide Catalyst Materials for Selective Seawater Electrolysis

过电位 电解 无机化学 化学 海水 氢氧化物 析氧 分解水 催化作用 塔菲尔方程 氯化物 选择性 电解水 氧化还原 电解质 电化学 电极 有机化学 物理化学 地质学 海洋学 光催化
作者
Fabio Dionigi,Tobias Reier,Zarina Pawolek,Manuel Gliech,Peter Strasser
出处
期刊:Chemsuschem [Wiley]
卷期号:9 (9): 962-972 被引量:674
标识
DOI:10.1002/cssc.201501581
摘要

Abstract Seawater is an abundant water resource on our planet and its direct electrolysis has the advantage that it would not compete with activities demanding fresh water. Oxygen selectivity is challenging when performing seawater electrolysis owing to competing chloride oxidation reactions. In this work we propose a design criterion based on thermodynamic and kinetic considerations that identifies alkaline conditions as preferable to obtain high selectivity for the oxygen evolution reaction. The criterion states that catalysts sustaining the desired operating current with an overpotential <480 mV in alkaline pH possess the best chance to achieve 100 % oxygen/hydrogen selectivity. NiFe layered double hydroxide is shown to satisfy this criterion at pH 13 in seawater‐mimicking electrolyte. The catalyst was synthesized by a solvothermal method and the activity, surface redox chemistry, and stability were tested electrochemically in alkaline and near‐neutral conditions (borate buffer at pH 9.2) and under both fresh seawater conditions. The Tafel slope at low current densities is not influenced by pH or presence of chloride. On the other hand, the addition of chloride ions has an influence in the temporal evolution of the nickel reduction peak and on both the activity and stability at high current densities at pH 9.2. Faradaic efficiency close to 100 % under the operating conditions predicted by our design criteria was proven using in situ electrochemical mass spectrometry.
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
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
2秒前
2秒前
胖丹发布了新的文献求助10
2秒前
zz完成签到,获得积分10
2秒前
zwjy完成签到,获得积分10
4秒前
所所应助聪慧的鹤轩采纳,获得10
5秒前
Cher1she发布了新的文献求助10
7秒前
我是老大应助专一的易巧采纳,获得10
7秒前
8秒前
8秒前
10秒前
范白白完成签到 ,获得积分10
11秒前
11秒前
lly2021完成签到,获得积分10
11秒前
胖丹完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
天天快乐应助轩辕冰夏采纳,获得10
15秒前
16秒前
17秒前
17秒前
17秒前
欢檬应助和谐的阁采纳,获得50
17秒前
陈麦子发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
Cher1she完成签到,获得积分10
20秒前
庾稀发布了新的文献求助10
20秒前
斯文败类应助小次之山采纳,获得10
21秒前
研友_VZG7GZ应助pdx666采纳,获得10
22秒前
完美世界应助祎橘采纳,获得10
23秒前
诗梦完成签到,获得积分10
23秒前
大模型应助善良的冥茗采纳,获得10
24秒前
希望天下0贩的0应助Pikno123采纳,获得10
25秒前
27秒前
27秒前
Rondab应助科研达人采纳,获得10
27秒前
陈麦子完成签到,获得积分10
28秒前
29秒前
酷酷小子发布了新的文献求助10
30秒前
31秒前
1364135702完成签到 ,获得积分10
33秒前
高分求助中
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Indomethacinのヒトにおける経皮吸収 400
基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 370
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 320
Aktuelle Entwicklungen in der linguistischen Forschung 300
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 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 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3993004
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3533831
关于积分的说明 11263946
捐赠科研通 3273597
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1806129
邀请新用户注册赠送积分活动 882968
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 809629