亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整的填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Hydrogen Spillover-Bridged Volmer/Tafel Processes Enabling Ampere-Level Current Density Alkaline Hydrogen Evolution Reaction under Low Overpotential

塔菲尔方程 过电位 化学 离解(化学) 交换电流密度 电催化剂 电解水 氢溢流 电解质 无机化学 化学工程 电解 物理化学 电化学 电极 有机化学 工程类
作者
Huai Qin Fu,Min Zhou,Peng Fei Liu,Porun Liu,Huajie Yin,Kai Sun,Hua Gui Yang,Mohammad Al‐Mamun,P. Hu,Haifeng Wang,Huijun Zhao
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:144 (13): 6028-6039 被引量:255
标识
DOI:10.1021/jacs.2c01094
摘要

Water-alkaline electrolysis holds a great promise for industry-scale hydrogen production but is hindered by the lack of enabling hydrogen evolution reaction electrocatalysts to operate at ampere-level current densities under low overpotentials. Here, we report the use of hydrogen spillover-bridged water dissociation/hydrogen formation processes occurring at the synergistically hybridized Ni3S2/Cr2S3 sites to incapacitate the inhibition effect of high-current-density-induced high hydrogen coverage at the water dissociation site and concurrently promote Volmer/Tafel processes. The mechanistic insights critically important to enable ampere-level current density operation are depicted from the experimental and theoretical studies. The Volmer process is drastically boosted by the strong H2O adsorption at Cr5c sites of Cr2S3, the efficient H2O* dissociation via a heterolytic cleavage process (Cr5c-H2O* + S3c(#) → Cr5c-OH* + S3c-H#) on the Cr5c/S3c sites in Cr2S3, and the rapid desorption of OH* from Cr5c sites of Cr2S3via a new water-assisted desorption mechanism (Cr5c-OH* + H2O(aq) → Cr5c-H2O* + OH-(aq)), while the efficient Tafel process is achieved through hydrogen spillover to rapidly transfer H# from the synergistically located H-rich site (Cr2S3) to the H-deficient site (Ni3S2) with excellent hydrogen formation activity. As a result, the hybridized Ni3S2/Cr2S3 electrocatalyst can readily achieve a current density of 3.5 A cm-2 under an overpotential of 251 ± 3 mV in 1.0 M KOH electrolyte. The concept exemplified in this work provides a useful means to address the shortfalls of ampere-level current-density-tolerant Hydrogen evolution reaction (HER) electrocatalysts.
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
25秒前
32秒前
39秒前
41秒前
饱满书雁发布了新的文献求助10
48秒前
爱静静应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
爱静静应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
爱静静应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
不要命的皮卡丘完成签到,获得积分10
1分钟前
科研通AI5应助张清采纳,获得10
1分钟前
尤尢应助饱满书雁采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
张清发布了新的文献求助10
1分钟前
桥桥乔乔完成签到 ,获得积分10
1分钟前
lhr完成签到,获得积分10
2分钟前
高数数完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
mmmxxxjjj发布了新的文献求助30
2分钟前
2分钟前
pollen发布了新的文献求助10
2分钟前
mmmxxxjjj完成签到,获得积分20
3分钟前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
爱静静应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
3分钟前
pollen完成签到,获得积分10
3分钟前
3分钟前
liwang9301完成签到,获得积分10
3分钟前
blenx完成签到,获得积分10
3分钟前
VDC应助苗条绝义采纳,获得30
3分钟前
Link发布了新的文献求助10
4分钟前
Link完成签到,获得积分10
4分钟前
4分钟前
爱静静应助科研通管家采纳,获得10
5分钟前
爱静静应助科研通管家采纳,获得10
5分钟前
爱静静应助科研通管家采纳,获得10
5分钟前
DrS完成签到,获得积分10
5分钟前
坚定毛衣完成签到,获得积分10
5分钟前
张清完成签到,获得积分10
5分钟前
上官若男应助gszy1975采纳,获得10
5分钟前
高分求助中
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 3000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Mechanistic Modeling of Gas-Liquid Two-Phase Flow in Pipes 2500
Structural Load Modelling and Combination for Performance and Safety Evaluation 1000
Conference Record, IAS Annual Meeting 1977 610
電気学会論文誌D(産業応用部門誌), 141 巻, 11 号 510
Virulence Mechanisms of Plant-Pathogenic Bacteria 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 量子力学 光电子学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3562005
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3135557
关于积分的说明 9412566
捐赠科研通 2835932
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1558802
邀请新用户注册赠送积分活动 728467
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 716865