Suppressing Cathode Corrosion Induced by Impurity Cations in Alkaline Water Electrolyzers

阴极 杂质 电解 电解质 无机化学 溶解 阳极 化学 腐蚀 材料科学 浸出(土壤学) 化学工程 电解水 激进的 析氧 氧气 氧化还原 水解 过渡金属
作者
Xiaogang Sun,Fei‐Yue Gao,Yao Zheng,Shi‐Zhang Qiao
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
标识
DOI:10.1002/ange.6363490
摘要

ABSTRACT In alkaline water electrolysis systems operated under industrial conditions, cations leaching from corrosive dissolution of the anode and balance‐of‐plant components progressively accumulate and contaminate the circulating electrolyte during prolonged operation. Here, we demonstrate for the first time that impurity cations, particularly Fe ions, compromise the long‐term structural stability of the Raney Ni cathode. The accumulation of Fe species on the cathode surface promotes the two‐electron reduction of crossover oxygen and the formation of HO 2 • radicals that drive oxidative corrosion of Ni sites. We then introduce a Lewis‐acidic CeO x layer on the cathode surface for protection. The layer effectively suppresses the reductive deposition of Fe on the cathode, while coordinatively unsaturated high‐valent Ce sites directly scavenge the reactive radicals. As a result, the protected Raney Ni cathode demonstrates marked stability in Fe‐containing electrolyte, maintaining stable operation over 3,500 h at 1.0 A cm −2 and 15,000 accelerated startup–shutdown cycles. Notably, this strategy exhibits strong feasibility and universality under practical operating conditions, maintaining stable cathode performance in the presence of up to 200 µM Fe(III) or various impurity cations derived from system components, including Co(II), Mn(II), Mo(VI), Cr(III), and Al(III).
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
1秒前
一个桃完成签到,获得积分10
1秒前
幸福千儿完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
上官若男的应助被开心果果采纳,获得10
2秒前
2秒前
for发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
大将军发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
秀丽天川发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
4秒前
自由的王完成签到,获得积分10
4秒前
舒心的荣轩完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
TYH发布了新的文献求助10
4秒前
6秒前
紫了葡萄完成签到,获得积分10
6秒前
充电宝的应助被与闲采纳,获得50
6秒前
代桃完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
团梓发布了新的文献求助10
7秒前
YK发布了新的文献求助10
7秒前
好家伙发布了新的文献求助10
7秒前
xiaohululu发布了新的文献求助10
8秒前
蓝天的应助被娃娃哈采纳,获得10
8秒前
bkagyin的应助被东君采纳,获得10
8秒前
8秒前
9秒前
yy的应助被yanyan采纳,获得10
9秒前
jonghuang完成签到,获得积分10
10秒前
紫了葡萄发布了新的文献求助10
10秒前
大模型的应助被lulala采纳,获得10
10秒前
空空发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
小二郎的应助被沐晴采纳,获得10
11秒前
酷波er的应助被emm采纳,获得10
11秒前
13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
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
IRTSD: Open-Source Data and Toolset for Electromagnetic Transient Analysis of Disturbances and IBR Control Malfunctions in Transmission Systems 1000
Comprehensive Medicinal Chemistry IV (4th Edition) 800
Entre Praga y Madrid : los contactos checoslovaco-españoles (1948-1977) 600
A REVIEW OF THE V-22 DYNAMICS VALIDATION PROGRAM 600
Les Mots du discours 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8120985
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9525521
关于积分的说明 21556884
捐赠科研通 7699529
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3415236
关于科研通互助平台的介绍 2541021
邀请新用户注册赠送积分活动 2455486