High H2O2 production in membrane-free electrolyzer via anodic bubble shielding towards robust rural disinfection

阳极 电磁屏蔽 生产(经济) 气泡 材料科学 电解 环境科学 化学 电极 物理 复合材料 机械 电解质 宏观经济学 物理化学 经济
作者
Kexin Yi,Chao Li,Shaogang Hu,Xi Yuan,Bruce E. Logan,Wulin Yang
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:16 (1) 被引量:2
标识
DOI:10.1038/s41467-025-57116-x
摘要

Hydrogen peroxide (H2O2) can be sustainably synthesized through the electrochemical oxygen reduction reaction in a dual-chamber water electrolyzer separated by expensive ion exchange (IX) membranes. The development of an IX membrane-free electrolyzer has been limited by direct anodic degradation of the produced H2O2. Here, we devise a bubble shielding strategy by using a low-cost polytetrafluoroethylene hydrophobic porous layer (HPL) on the anode that enables numerous sites for anodically generated oxygen bubbles and significantly suppresses H2O2 degradation in the electrolyte. The H2O2 production increases by ~600% compared to that using non-bubble shielded anode. A high H2O2 concentration of 10.05 ± 0.05 g L−1 at 40 mA cm−2 can be obtained with both HPL-coated anode and cathode. A solar-driven disinfection device equipped with HPL-coated electrodes achieves >99.9% E. coli inactivation within 60 min. This innovative approach for achieving high electrochemical H2O2 concentrations in IX membrane-free electrolyzers more generally provides insights for fine tuning three-phase interfaces and could be applicable to other reactions pathways in electrochemical applications. The economical electrosynthesis of H2O2 is limited by expensive ion exchange membranes. Here, the authors report a bubble shielding strategy to suppress H2O2 degradation by reverse engineering the gas-water-electrode interface, thus enabling high concentrations of H2O2 in membrane-free electrolyzer.
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
刚刚
Liuyicong发布了新的文献求助10
5秒前
所所应助叉猹的闰土采纳,获得10
7秒前
spc68应助Rose1采纳,获得10
8秒前
0s7完成签到 ,获得积分10
9秒前
sususu完成签到,获得积分10
9秒前
12秒前
15秒前
陈梓锋完成签到 ,获得积分10
15秒前
禾晏完成签到 ,获得积分10
15秒前
田様应助玥来玥好采纳,获得10
16秒前
Link发布了新的文献求助10
17秒前
他叫塞拉囧完成签到 ,获得积分20
18秒前
复杂数据线完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
冷傲静竹发布了新的文献求助10
19秒前
21秒前
22秒前
冯万强发布了新的文献求助10
22秒前
pluto应助桃李春风一杯酒采纳,获得10
22秒前
冷傲静竹完成签到,获得积分10
25秒前
香蕉觅云应助复杂数据线采纳,获得10
25秒前
共享精神应助YHT采纳,获得10
26秒前
Nicole发布了新的文献求助10
27秒前
27秒前
27秒前
花花521发布了新的文献求助30
27秒前
蔡佰航发布了新的文献求助10
28秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
28秒前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
28秒前
Andy完成签到 ,获得积分10
28秒前
Akim应助科研通管家采纳,获得10
29秒前
小二郎应助科研通管家采纳,获得10
29秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
29秒前
英姑应助科研通管家采纳,获得10
29秒前
29秒前
29秒前
冯万强完成签到,获得积分10
30秒前
31秒前
玥来玥好发布了新的文献求助10
33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
An overview of orchard cover crop management 1000
Rapid Review of Electrodiagnostic and Neuromuscular Medicine: A Must-Have Reference for Neurologists and Physiatrists 1000
二维材料在应力作用下的力学行为和层间耦合特性研究 600
基于3um sOl硅光平台的集成发射芯片关键器件研究 500
A review of Order Plesiosauria, and the description of a new, opalised pliosauroid, Leptocleidus demoscyllus, from the early cretaceous of Coober Pedy, South Australia 400
National standards & grade-level outcomes for K-12 physical education 400
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 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4810569
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4124041
关于积分的说明 12760382
捐赠科研通 3860207
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2124927
邀请新用户注册赠送积分活动 1146639
关于科研通互助平台的介绍 1040030