Stabilizing Lattice Oxygen to Enable Durable MnO 2 Electrocatalyst for Simultaneous Acidic Hydrogen Production and Biomass Valorization

析氧 电催化剂 化学 生物量(生态学) 氧气 制氢 生产(经济) 环境科学 材料科学 电极 电化学 经济 有机化学 生物 物理化学 宏观经济学 农学
作者
Yingjie Song,Jialong Qian,Shengnan Li,Zongtao Zhao,Hongwu Chen,Kang Zou,Zhiqiang Han,Zhenhua Li,Hao Li,Hua Zhou,Mingfei Shao
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:64 (25): e202502847-e202502847 被引量:13
标识
DOI:10.1002/anie.202502847
摘要

Understanding and steering the stability of earth-abundant electrocatalysts in acidic medium is essential for proton exchange membrane (PEM) water electrolyzer. Manganese oxide (MnO2) is one of the promising candidates for acidic oxygen evolution reaction (OER), but it still suffers from the overoxidation and the underlying mechanism remains elusive. Here, we observed that lattice oxygen was involved in the OER process on γ-MnO2 via Mars-van-Krevelen mechanism. Combined with theoretical calculation, we revealed that the release of lattice oxygen lowers the energy barrier of Mn dissolution and compromises the electrode durability. Based on this finding, we propose a strategy to efficiently stabilize lattice oxygen and suppress Mn overoxidation by replacing OER with glucose oxidation to formic acid, which follows a Langmuir-Hinshelwood mechanism. As a result, the durability of γ-MnO2 was enhanced by 1100 times, enabling long stability up to 960 hours. Moreover, we demonstrated a production rate of 487.1 mmol h-1 for formic acid and 16.7 L h-1 for H2 at 40 A in a PEM electrolyzer, providing a sustainable and scalable route for converting water and biomass into valuable chemicals and fuels.
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
2秒前
2秒前
3秒前
5秒前
5秒前
光亮笑柳完成签到,获得积分20
5秒前
积极安珊发布了新的文献求助10
6秒前
嘻嘻发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
王可欣发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
朴实的蹇完成签到,获得积分20
7秒前
隐形曼青应助lian采纳,获得10
7秒前
科目三应助爱吃冰糖葫芦采纳,获得10
7秒前
WHY发布了新的文献求助10
8秒前
yhzbmw发布了新的文献求助10
8秒前
Fancy完成签到,获得积分10
9秒前
有魅力的雨竹完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
10秒前
牛牛完成签到,获得积分10
10秒前
Ze萍完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
嘤嘤嘤发布了新的文献求助10
11秒前
初晨完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
牛爷爷完成签到,获得积分20
11秒前
12秒前
12秒前
传奇3应助dwdgg5采纳,获得10
12秒前
vino发布了新的文献求助10
13秒前
研友_VZG7GZ应助yhzbmw采纳,获得10
13秒前
14秒前
SciGPT应助深情的新儿采纳,获得10
14秒前
墨清烟完成签到 ,获得积分10
16秒前
牛爷爷发布了新的文献求助10
16秒前
光亮笑柳关注了科研通微信公众号
16秒前
17秒前
17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
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6439279
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8253264
关于积分的说明 17565751
捐赠科研通 5497498
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2899260
邀请新用户注册赠送积分活动 1876038
关于科研通互助平台的介绍 1716631