Boosting hydrogen evolution via anodic oxidation of 5-hydroxymethylfurfural in anion exchange membrane electrolyzer over a metallic heterostructure

制氢 阳极 化学 电解 无机化学 吸附 阴极 化学工程 材料科学 电极 物理化学 电解质 有机化学 工程类
作者
Rong Zhang,Fei Gao,C. Yang,Yi Bian,Ge Wang,Ke Xue,Jing Zhang,Chunlei Wang,Xiaoming Gao
出处
期刊:Materials Today Nano [Elsevier BV]
卷期号:23: 100373-100373 被引量:45
标识
DOI:10.1016/j.mtnano.2023.100373
摘要

Coupling electrocatalytic 5-hydroxymethylfurfural (HMF) oxidation reaction (HMFOR) with hydrogen evolution reaction (HER) is capable of potentially enhancing energy efficiency for hydrogen production and converting biomass into high-valued products. Herein, a novel metallic heterostructure based on Ni 3 S 2 and Co 9 S 8 (Co 9 S 8 @Ni 3 S 2 /NF) was designed for H 2 production and selective oxidation of HMF into 2, 5-furandicarboxylic acid (FDCA). Benefiting from the merit of metal heterojunction, Co 9 S 8 @Ni 3 S 2 /NF not only possesses appropriate H∗ adsorption energy , but also promotes the adsorption and desorption process of organic, thus making reaction dynamics for both HER and HMFOR more exceptional. Furthermore, the anion exchange membrane (AEM) electrolyzer with Co 9 S 8 @Ni 3 S 2 /NF as anode and cathode electrodes toward HMFOR and HER only required a low potential of 1.61 V for continuous hydrogen and FDCA production at the initial current density of 50 mA/cm 2 . The generation rate of H 2 and FDCA are as high as 45.6 L/h/m 2 and 7.25 mg/h/cm 2 , corresponding to the Faraday efficiency of ∼100% and 93.0%, respectively. The in-situ Raman and theoretical calculations demonstrated that the electron transfer from Ni 3 S 2 to Co 9 S 8 at heterogeneous interface contributes to the formation of Ni/Co–OOH, which is the active species of HMFOR. • The metal heterostructure formed by metallic Ni 3 S 2 and Co 9 S 8 possesses appropriate adsorption energy H∗ and organic. • In-situ Raman and DFT calculation demonstrated that Ni/Co–OOH was the active site of HMFOR. • Efficient hydrogen evolution and electrochemical conversion of HMF to FDCA was achieved in anion exchange membrane (AEM) 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
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
Angie完成签到,获得积分10
1秒前
粗心的富发布了新的文献求助10
1秒前
顾羽完成签到,获得积分10
1秒前
阿浩发布了新的文献求助10
1秒前
wh完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
2秒前
Homura完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
自觉成协发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
亲爱的桃乐茜完成签到 ,获得积分10
4秒前
田様应助XYZ采纳,获得10
4秒前
刺猬完成签到,获得积分10
5秒前
敲敲完成签到,获得积分10
6秒前
小也发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
梧桐发布了新的文献求助10
7秒前
ayayaya发布了新的文献求助10
7秒前
树人完成签到,获得积分10
7秒前
cdercder应助dopamine采纳,获得10
7秒前
可爱的从寒完成签到,获得积分10
7秒前
sss发布了新的文献求助10
8秒前
xujy完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
11秒前
赘婿应助67号采纳,获得10
12秒前
12秒前
黄油鸭梨完成签到,获得积分10
13秒前
sss完成签到,获得积分10
13秒前
jbtjht完成签到,获得积分10
13秒前
Lzy关闭了Lzy文献求助
13秒前
英俊的铭应助ayayaya采纳,获得10
14秒前
14秒前
Gamera完成签到 ,获得积分10
15秒前
XYZ发布了新的文献求助10
16秒前
April完成签到,获得积分10
16秒前
LIB完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
17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
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
核安全综合知识2024版 500
Photothermal Science and Techniques 500
Digital Displacement Hydrostatic Transmission for Rotorcraft and Distributed Propulsion 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7711985
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9268217
关于积分的说明 20070474
捐赠科研通 7288623
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3297365
关于科研通互助平台的介绍 2451890
邀请新用户注册赠送积分活动 2304435