Heterojunction engineering via in-situ electrochemical reconstruction for boosting electrocatalytic biomass upgrading-coupled hydrogen production

Boosting(机器学习) 制氢 电化学 原位 异质结 生物量(生态学) 材料科学 生产(经济) 化学工程 纳米技术 环境科学 工程类 化学 计算机科学 电极 光电子学 人工智能 经济 地质学 有机化学 物理化学 海洋学 宏观经济学
作者
Guangxin Ren,Baocang Liu,Xuan Xu,Jing Peng,Jinfang Wu,Jun Zhang
出处
期刊:Nano Today [Elsevier BV]
卷期号:56: 102315-102315 被引量:8
标识
DOI:10.1016/j.nantod.2024.102315
摘要

Rationally designing and constructing high-performance electrocatalysts is critical for environmental and sustainable electrocatalytic biomass upgrading coupled with hydrogen evolution. Herein, we developed a novel in-situ electrochemical reconstruction strategy to fabricate heterostructured electrocatalysts for efficient biomass upgrading-coupled hydrogen production. Through in-situ anodic and cathodic electrochemical reconstructions, Ni(OH)2-CuO nanorods assembled by nanosheets with abundant low-crystalline Ni(OH)2/crystalline CuO heterojunctions on Cu foam (Ni(OH)2-CuO/CF) and S-doped Ni(OH)2-Cu2O nanofoam formed by cross-linked nanoparticles on CF (Ni(OH)2-Cu2O(S)/CF) were respectively constructed for electrocatalytic 5-hydroxymethylfurfural oxidation reaction (HMFOR) and hydrogen evolution reaction (HER). For the Ni(OH)2-CuO/CF, the overall configuration of nanorods assembled by self-standing nanosheets ensures good conductivity, full exposure of active sites, and fast mass/electron transfer. The abundant Ni(OH)2/CuO heterojunctions provide dual active sites of Ni and Cu to simultaneously adsorb and activate hydroxyl and aldehyde groups in HMF. The electronic interaction between Ni(OH)2 and CuO accelerates the reversible conversion of Ni2+↔Ni3+ to generate more Ni3+ active species and enhances the intrinsic activity of dual active sites to reduce the reaction energy barrier of the rate-determining step. As a result, the Ni(OH)2-CuO/CF shows superior HMFOR performance, with a HMF conversion of 99.3%, a FDCA yield of 98.1%, and stability for 50 cycles in 10 mM HMF+1.0 M KOH medium. Meanwhile, the Ni(OH)2-Cu2O(S)/CF also exhibits remarkable HER activity with an overpotential of only 64.7 mV at 10 mA cm−2 in 1.0 M KOH solution due to its unique structure and composition. When coupling a two-electrode system, the HMFOR-HER system achieves a current density of 10 mA cm−2 at 1.44 V, 221 mV lower than that of the OER-HER system. This work provides an in-situ electrochemical reconstruction strategy for designing advanced heterojunction-rich electrocatalysts for various electrocatalytic applications.
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
1秒前
WUHUIWEN完成签到,获得积分10
4秒前
小狮子完成签到,获得积分10
9秒前
云泥发布了新的文献求助10
9秒前
pencil123完成签到,获得积分10
14秒前
QR完成签到,获得积分10
14秒前
fwy完成签到 ,获得积分10
15秒前
成熟稳重痴情完成签到,获得积分10
27秒前
28秒前
名字和题目一样难完成签到 ,获得积分10
28秒前
31秒前
ckr完成签到 ,获得积分10
42秒前
锦鲤完成签到 ,获得积分10
44秒前
爱因斯坦那个和我一样的科学家完成签到,获得积分10
44秒前
47秒前
47秒前
阿巴阿巴发布了新的文献求助10
51秒前
jqliu发布了新的文献求助10
54秒前
薛定谔的猫完成签到,获得积分10
57秒前
隐形曼青应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
天天快乐应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
香蕉觅云应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
彭于晏应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
ding应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
李健应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
水木公完成签到,获得积分10
1分钟前
上官若男应助wwwwww采纳,获得10
1分钟前
1111完成签到 ,获得积分10
1分钟前
云泥发布了新的文献求助10
1分钟前
123发布了新的文献求助10
1分钟前
nb完成签到,获得积分10
1分钟前
青雨完成签到 ,获得积分10
1分钟前
阿白头发多多完成签到,获得积分10
1分钟前
共享精神应助jqliu采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
阿巴阿巴完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
顺利的不尤完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
ISCN 2024 – An International System for Human Cytogenomic Nomenclature (2024) 3000
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 2000
Encyclopedia of Geology (2nd Edition) 2000
105th Edition CRC Handbook of Chemistry and Physics 1600
Maneuvering of a Damaged Navy Combatant 650
Mindfulness and Character Strengths: A Practitioner's Guide to MBSP 380
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3776456
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3321941
关于积分的说明 10208249
捐赠科研通 3037248
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1666609
邀请新用户注册赠送积分活动 797579
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 757872