Interfacial OH − Dynamic Modulation by Alternating Current Enables Precipitation‐Suppressed Direct Seawater Electrolysis for Hydrogen Production

电解 制氢 直流电 阳极 阴极 交流电 析氧 电极 材料科学 降级(电信) 化学工程 化学 电解水 联轴节(管道) 降水 无机化学 法拉第效率 调制(音乐) 乙二醇 分析化学(期刊) 波形 直接耦合 海水 电化学 工作(物理) 离子 电解质 氧气 间歇式反应器 电流(流体)
作者
Haojing Wang,Jingxuan Ma,Xue Hao,Changzhou Ru,Kai Zhang,Lixuan Mu,Wensheng Shi,Guangwei She
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
标识
DOI:10.1002/ange.2829162
摘要

ABSTRACT Direct seawater electrolysis (DSE) for H 2 production suffers from severe performance degradation caused by the precipitation of Mg/Ca hydroxides, where OH − generated from the hydrogen evolution reaction (HER) reacts with Mg 2+ /Ca 2+ in seawater. To address this issue, we propose an innovative alternating current‐driven DSE (AC‐DSE) instead of conventional direct current‐driven DSE (DC‐DSE). Periodic polarity reversal under AC enables the same electrode to alternately function as cathode and anode, ensuring OH − from HER is promptly consumed by subsequent anodic OH − ‐consuming reaction. This dynamic interfacial OH − modulation prevents local alkalization and precipitation. Proof‐of‐concept experiments using PtRh electrodes validated that AC‐DSE effectively prevents precipitation and maintains a stable current, in contrast to the rapid precipitation and performance decay observed in DC‐DSE. FEM simulations and experimental established the optimal AC waveform and period for effective precipitation‐suppressed and high Faradaic efficiency. Furthermore, by replacing the oxygen evolution reaction with ethylene glycol oxidation (EGOR), a reaction typically requiring strong alkali, the AC‑driven local microenvironment enables efficient HER‑EGOR coupling in neutral seawater. Importantly, this HER‑EGOR coupling system eliminates H 2 /O 2 mixing risks, lowers energy consumption and co‐produces value‑added chemicals. This work establishes AC‐DSE as an effective and promising route for sustainable H 2 production from seawater.
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
刚刚
刚刚
可温完成签到 ,获得积分10
1秒前
miz发布了新的文献求助10
2秒前
古德完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
彭于晏应助刘婷采纳,获得10
2秒前
su完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
徐不想搞科研完成签到,获得积分10
4秒前
orz发布了新的文献求助10
5秒前
孙伟健发布了新的文献求助10
5秒前
莫愁一舞完成签到,获得积分10
5秒前
来生缘完成签到,获得积分10
6秒前
自觉士萧发布了新的文献求助10
6秒前
南翔彬完成签到,获得积分20
6秒前
慕青应助学酥垃圾采纳,获得30
6秒前
又1发布了新的文献求助10
7秒前
JiangHb完成签到,获得积分10
7秒前
秋白发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
onethree发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
故意的小松鼠完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
8秒前
徒步阿龙完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
8秒前
antiptr发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
科目三应助yue采纳,获得10
9秒前
科研通AI6.4应助universe采纳,获得10
10秒前
脑洞疼应助周同学采纳,获得10
10秒前
星辰大海应助王11采纳,获得10
10秒前
10秒前
HannahLanguth发布了新的文献求助10
10秒前
Tong发布了新的文献求助10
11秒前
又1完成签到,获得积分20
12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
The Effective Clinical Neurologist 3ed 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 7713013
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9268820
关于积分的说明 20073795
捐赠科研通 7289509
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3297783
关于科研通互助平台的介绍 2452060
邀请新用户注册赠送积分活动 2304912