High buffering capacity cobalt-doped nickel hydroxide electrode as redox mediator for flexible hydrogen evolution by two-step water electrolysis

电解 氧化还原 电化学 碱性水电解 氢氧化物 电极 析氧 电解水 无机化学 化学 化学工程 电解质 物理化学 有机化学 工程类
作者
Yuan He,Chengwei Sun,Njud S. Alharbi,Shubin Yang,Changlun Chen
出处
期刊:Journal of Colloid and Interface Science [Elsevier]
卷期号:650: 151-160 被引量:14
标识
DOI:10.1016/j.jcis.2023.06.102
摘要

Two-step water electrolysis has been proposed to tackle the ticklish H2/O2 mixture problems in conventional alkaline water electrolysis recently. However, low buffering capacity of pure nickel hydroxide electrode as redox mediator limited practical application of two-step water electrolysis system. A high-capacity redox mediator (RM) is urgently needed to permit consecutive operation of two-step cycles and high-efficiency hydrogen evolution. Consequently, a high mass-loading cobalt-doped nickel hydroxide/active carbon cloth (NiCo-LDH/ACC) RM is synthesized via a facile electrochemical method. The proper Co doping can apparently enhance the conductivity and simultaneously remain the high-capacity of the electrode. Density functional theory results further confirms more negative values in redox potential of NiCo-LDH/ACC than Ni(OH)2/ACC on account of the charge redistribution induced by Co doping, which can prevent the parasitic O2 evolution on RM electrode during decoupled H2 evolution step. As a result, the NiCo-LDH/ACC combined the superiorities of high-capacity Ni(OH)2/ACC and high-conductivity Co(OH)2/ACC, and the NiCo-LDH/ACC with 4:1 ratio of Ni to Co presented a large specific capacitance of 33.52F/cm2 for reversible charge-discharge and high buffering capacity with two-step H2/O2 evolution duration of 1740 s at 10 mA/cm2. The necessary input voltage (2.00 V) of the whole water electrolysis was broken into two smaller ones, 1.41 and 0.38 V, for H2 and O2 production, respectively. NiCo-LDH/ACC provided a favorable electrode material for the practical application of two-step water electrolysis system.

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
101发布了新的文献求助10
1秒前
111哩完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
小肥肉完成签到,获得积分20
5秒前
呆呆羔羊完成签到 ,获得积分10
6秒前
qjw发布了新的文献求助30
6秒前
9秒前
9秒前
ISLAND发布了新的文献求助10
9秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
10秒前
Sherry完成签到 ,获得积分10
11秒前
青云完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
充电宝应助Jian采纳,获得10
13秒前
迷人的冥完成签到,获得积分10
14秒前
顾矜应助小肥肉采纳,获得10
14秒前
搜集达人应助新伟张采纳,获得10
14秒前
15秒前
阔达的海完成签到,获得积分10
17秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
19秒前
星辰大海应助qjw采纳,获得10
22秒前
东邪西毒加任我行完成签到,获得积分10
23秒前
一条小胖鱼完成签到,获得积分10
24秒前
胡国伦完成签到 ,获得积分10
24秒前
Dian完成签到 ,获得积分10
24秒前
打打应助bb采纳,获得10
25秒前
申哥完成签到,获得积分20
25秒前
26秒前
小徐完成签到 ,获得积分10
26秒前
CCCCCL完成签到,获得积分10
27秒前
韦广阔发布了新的文献求助10
27秒前
27秒前
申哥发布了新的文献求助50
31秒前
1212发布了新的文献求助10
32秒前
火星上唇膏完成签到 ,获得积分10
32秒前
Jasmineyfz完成签到 ,获得积分10
32秒前
Owen应助jackie able采纳,获得10
33秒前
王WW完成签到,获得积分10
34秒前
123完成签到,获得积分10
34秒前
qjw完成签到,获得积分10
34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
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Ägyptische Geschichte der 21.–30. Dynastie 2500
Human Embryology and Developmental Biology 7th Edition 2000
The Developing Human: Clinically Oriented Embryology 12th Edition 2000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
„Semitische Wissenschaften“? 1510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5742086
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5405647
关于积分的说明 15343886
捐赠科研通 4883555
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2625085
邀请新用户注册赠送积分活动 1573951
关于科研通互助平台的介绍 1530896