Durable Natural Urine Electrolysis Enabled by Lewis Acid‐Tailored Interfacial Microenvironment

电解 催化作用 尿素 化学工程 电化学 吸附 材料科学 无机化学 氧化还原 速率决定步骤 电催化剂 析氧 离子键合 反应速率 限制 化学 废水 胺气处理 离子液体 制氢 基质(化学分析) 尿 多相催化 氧气 色谱法
作者
Xin Gao,Jun Hu,Shuai Zhang,Pengtang Wang,Zekang Wang,Ping Chen,Yao Zheng,Shi‐Zhang Qiao
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:38 (9): e21945-e21945 被引量:2
标识
DOI:10.1002/adma.202521945
摘要

Abstract Electrochemical urea oxidation reaction (UOR) is a promising alternative to sluggish oxygen evolution reaction (OER) for hydrogen production. However, its reliance on costly pure urea limits practical application. To address this issue, urine oxidation reaction (U r OR) has been proposed, which utilizes natural urine as a cost‐free feedstock. Nevertheless, due to the complex ionic matrix of urine, U r OR suffers from catalyst acidification and chloride‐induced corrosion, limiting long‐term stability. Here, an interfacial microenvironment regulation strategy by modifying common Ni 2 P catalyst with various hard Lewis acids (LA) is reported. The optimal V 2 O 5‐δ ‐Ni 2 P hybrid exhibits remarkable U r OR activity (1.62 V at 3 A cm −2 ) and long‐term durability (1000 h). Mechanistic analysis reveals that LA component selectively enriches interfacial OH − ions, effectively suppressing the adsorption of impurities, especially Cl − ions, and the generation of N‐chlorourea byproduct. Notably, a near‐kilowatt‐scale natural urine electrolysis is first verified in a flow electrolyser (18 cells, area of 1386 cm 2 ), achieving a high H 2 production rate of 115.84 L h −1 with a urine purification rate of 97.41%, while recovering nitrogen‐rich compound fertilizers (NH 4 Cl/KCl). Furthermore, the electrolyzer exhibits broad applicability across wastewater with various urea concentrations (5–330 mM) and Cl − ions concentrations (0.5‐500 mM), including challenging 100 L wheatfield effluents.
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
林夏完成签到 ,获得积分10
刚刚
FashionBoy的应助被xixi666采纳,获得10
1秒前
认真的安寒完成签到,获得积分10
3秒前
xchmnvpy完成签到,获得积分10
3秒前
科研通AI2S的应助被虚拟的南霜采纳,获得10
3秒前
4秒前
叔白发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
CodeCraft的应助被任性翩跹采纳,获得10
8秒前
9秒前
孟芳羽发布了新的文献求助10
9秒前
多毛土豆猫完成签到 ,获得积分10
11秒前
科研通AI6.4的应助被闪闪松鼠采纳,获得10
14秒前
14秒前
狮山教授完成签到,获得积分10
14秒前
nee发布了新的文献求助10
15秒前
17秒前
刘畅关注了科研通微信公众号
17秒前
任性翩跹发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
20秒前
Jasper的应助被Steven采纳,获得10
20秒前
NexusExplorer的应助被搬砖王采纳,获得20
21秒前
zyx发布了新的文献求助10
22秒前
桑榆发布了新的文献求助10
22秒前
PMA的应助被Spike采纳,获得10
24秒前
AtoPos发布了新的文献求助10
24秒前
任性翩跹完成签到,获得积分20
25秒前
彩色的板凳完成签到,获得积分10
25秒前
Dong发布了新的文献求助10
25秒前
福屿完成签到 ,获得积分10
26秒前
26秒前
27秒前
27秒前
SciGPT的应助被科研通管家采纳,获得10
30秒前
打打的应助被科研通管家采纳,获得10
30秒前
半夏完成签到 ,获得积分10
30秒前
我是老大的应助被科研通管家采纳,获得10
30秒前
传奇3的应助被科研通管家采纳,获得10
30秒前
30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
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 1000
Электротехническая система магнитожидкостной герметизации валов регулируемых электродвигателей 800
日本語と中国語及びチベット・ビルマ語の語源関連性に関する分析 800
Holistic Discourse Analysis, Second Edition by Robert E. Longacre 666
Mental Health 600
The Basics of Practical Optimization, Second Edition 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 内科学 复合材料 催化作用 心理学 人工智能 细胞生物学 光电子学 无机化学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7978061
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9440903
关于积分的说明 21072809
捐赠科研通 7553552
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3374955
关于科研通互助平台的介绍 2509568
邀请新用户注册赠送积分活动 2408005