Identifying the roles of Ru single atoms and nanoclusters for energy-efficient hydrogen production assisted by electrocatalytic hydrazine oxidation

纳米团簇 催化作用 制氢 分解水 双功能 离解(化学) 电解质 无机化学 材料科学 氢燃料 联氨(抗抑郁剂) 化学工程 化学 纳米技术 物理化学 电极 有机化学 色谱法 光催化 工程类
作者
Xiya Guan,Qiannan Wu,Haibo Li,Suyuan Zeng,Qingxia Yao,Rui Li,Hongyan Chen,Yao Zheng,Konggang Qu
出处
期刊:Applied Catalysis B-environmental [Elsevier]
卷期号:323: 122145-122145 被引量:33
标识
DOI:10.1016/j.apcatb.2022.122145
摘要

With a much lower thermodynamic reaction potential, the hydrazine oxidation reaction (HzOR) can be employed as an alternative of water oxidation reaction to integrate with the cathodic hydrogen evolution reaction (HER), accomplishing an energy-efficient H2 production. The realization of this necessitates the development of the excellent bifunctional electrocatalysts for both HER and HzOR. Herein, a common Ru complex was applied to prepare a Ru/porous N-doped carbon composite (Ru/PNC) simultaneously containing abundant Ru single atoms (SAs) and ultrafine Ru nanoclusters (1.7 nm). Firstly, the new Ru/PNC catalysts containing both metal-metal as well as metal-substrate interactions display superb HER and HzOR activities in alkaline and neutral electrolytes, both greatly surpassing the sole Ru nanoparticles or Ru SAs sample. The controlled experiments and theoretical studies unravel water dissociation and H ad-desorption occurs on Ru SAs and nanoclusters, respectively, involving the proton transfer between them during the HER process, while HzOR is mainly proceeded on Ru SAs sites. Secondly, the alkaline overall hydrazine splitting with Ru/PNC only demands a voltage of 0.19 V to achieve 100 mA cm−2, demonstrating the huge energy-saving advantage compared with conventional water splitting. Additionally, the hydrogen generation can be readily operated with the hydrazine fuel cell and commercial solar cell with the appreciable H2 production rate of 32.7 and 27.1 mL cm−2 h−1, respectively.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
123发布了新的文献求助20
1秒前
正直的孤丝完成签到,获得积分10
1秒前
zm完成签到 ,获得积分10
2秒前
Lucas应助yulong采纳,获得10
2秒前
2秒前
害羞的诺言完成签到 ,获得积分20
3秒前
哈比人linling完成签到,获得积分10
3秒前
万先生完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
CipherSage应助wm采纳,获得10
4秒前
Hello应助rainy77采纳,获得10
4秒前
4秒前
顾矜应助lirongcas采纳,获得10
4秒前
5秒前
雪落的声音完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
罗健完成签到,获得积分10
6秒前
万先生发布了新的文献求助10
6秒前
8秒前
9秒前
paopao完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
吴航帅完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
Kz发布了新的文献求助10
10秒前
石珊的豆豆完成签到,获得积分20
10秒前
10秒前
小白发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
13秒前
选课发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
siyuyu完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
16秒前
17秒前
呼之欲出发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
18秒前
星空月七发布了新的文献求助10
18秒前
高分求助中
One Man Talking: Selected Essays of Shao Xunmei, 1929–1939 1000
Yuwu Song, Biographical Dictionary of the People's Republic of China 700
[Lambert-Eaton syndrome without calcium channel autoantibodies] 520
Sphäroguß als Werkstoff für Behälter zur Beförderung, Zwischen- und Endlagerung radioaktiver Stoffe - Untersuchung zu alternativen Eignungsnachweisen: Zusammenfassender Abschlußbericht 500
少脉山油柑叶的化学成分研究 430
Revolutions 400
MUL.APIN: An Astronomical Compendium in Cuneiform 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 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 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2453690
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2125687
关于积分的说明 5412834
捐赠科研通 1854356
什么是DOI,文献DOI怎么找? 922289
版权声明 562306
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 493447