亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Oxygen Reduction to Hydrogen Peroxide on Hydrophilic Carbon Fiber Paper: Dependence of the Mechanism and Active Site Stability on Electrolyte pH and Potassium Ion Concentration

化学 电解质 催化作用 过氧化氢 电催化剂 无机化学 碳纤维 可逆氢电极 法拉第效率 钾 氧气 氢 化学工程 氧化还原 电子转移 电化学 选择性 反应机理 电极 活动站点 电极电位 过氧化物 标准氢电极 纤维
作者
Connor P. Cox,Madeleine K. Wilsey,Kendra R. Watson,Teona Taseska,Yiwen Sun,Lydia R. Schultz,Samira Siahrostami,Astrid M. Müller
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:16 (8): 7376-7394 被引量:2
标识
DOI:10.1021/acscatal.5c08719
摘要

High Resolution Image Download MS PowerPoint Slide Electrocatalytic H 2 O 2 synthesis enables decentralized production and reduces reliance on energy-intensive large-scale infrastructure. Practical application, however, requires catalyst materials that are affordable, scalable, and durable. Here, we show that oxygenated carbon fiber paper, hydrophilized through a rapid mild chemistry process developed in-house, serves as an efficient electrocatalyst for the oxygen reduction reaction (ORR) to H 2 O 2 . This catalyst achieves (95 ± 4)% faradaic efficiency and long-term stability for more than 31 h in a divided cell and 100 h in an undivided cell, significantly surpassing traditional particulate carbon catalysts while eliminating the need for supporting electrodes or binders. The analysis of onset potentials versus the reversible hydrogen electrode reveals pH dependence, indicating a nonproton-coupled electron transfer mechanism. When referenced to the standard hydrogen electrode, the onset potentials further suggest that the rate-determining step of the ORR is proton-dependent. Mechanistic studies highlight the coupled roles of oxygenated carbon sites, electrolyte pH, and spectator potassium ions in steering ORR pathways and show that binder-free catalysts are essential for probing the true reaction environment. Higher H 2 O 2 production rates are obtained at elevated pH, attributed to the greater stability of oxygenated active sites, as confirmed experimentally and supported by density functional theory (DFT) calculations. Hydrophilic carbon fiber paper thus emerges as a robust and viable platform for H 2 O 2 electrosynthesis. These results also provide mechanistic insight into how oxygen functional groups, electrolyte pH, and potassium cations govern activity and selectivity in ORR.
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
v0id的应助被科研通管家采纳,获得10
4秒前
Xavier完成签到 ,获得积分10
13秒前
科研通AI6.4的应助被wwwww采纳,获得10
25秒前
欢喜的晓槐完成签到,获得积分10
27秒前
英俊的鞅完成签到,获得积分10
30秒前
LXhong发布了新的文献求助10
44秒前
Rety发布了新的文献求助10
44秒前
科目三的应助被qcc采纳,获得10
52秒前
Rosie完成签到,获得积分10
57秒前
59秒前
1分钟前
qcc发布了新的文献求助10
1分钟前
Rosie发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
怕孤单的雪瑶完成签到,获得积分10
1分钟前
XXshen发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
酷波er的应助被Rety采纳,获得10
1分钟前
耍酷不乐完成签到,获得积分10
1分钟前
kkk发布了新的文献求助10
1分钟前
领导范儿的应助被XXshen采纳,获得10
1分钟前
开朗含海完成签到,获得积分10
1分钟前
科研通AI6.4的应助被wwwww采纳,获得10
1分钟前
香蕉觅云的应助被梅梅美美采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
呆萌的豁完成签到,获得积分10
1分钟前
花深粥完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Venom发布了新的文献求助10
1分钟前
kotaro完成签到,获得积分10
1分钟前
顾矜的应助被Rety采纳,获得10
1分钟前
JiaxinChen完成签到 ,获得积分10
1分钟前
yummy完成签到 ,获得积分20
2分钟前
2分钟前
小蘑菇的应助被科研通管家采纳,获得10
2分钟前
共享精神的应助被科研通管家采纳,获得10
2分钟前
2分钟前
天天快乐的应助被wwwww采纳,获得10
2分钟前
LXhong发布了新的文献求助10
2分钟前
Rety发布了新的文献求助10
2分钟前
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
Entre Praga y Madrid : los contactos checoslovaco-españoles (1948-1977) 600
Les Mots du discours 600
A Consideration on Use of Material Grades for Hull Structural Members Based on Fracture Toughness(Second Report) 500
AI Disclosure in Annual Reports: Evolution, Determinants, and Capital Market Participants’ Perceptions 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 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 8115173
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9521302
关于积分的说明 21533246
捐赠科研通 7693255
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3413482
关于科研通互助平台的介绍 2539767
邀请新用户注册赠送积分活动 2453570