Biocatalyzed Lactate Oxidation Enables Efficient Bias-Free Hydrogen Production in a Three-Chamber Reactor

化学 制氢 生产(经济) 化学工程 工艺工程 生化工程 有机化学 工程类 宏观经济学 经济
作者
Leyuan Zhang,Yang Liu,Sibo Wang,F. López,Xiangfeng Duan,Yu Huang
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:147 (34): 31280-31289
标识
DOI:10.1021/jacs.5c10688
摘要

The catalytic conversion of low-grade organic substrates into hydrogen offers a promising route for low-energy hydrogen production, thereby supporting sustainable resource utilization. However, realizing this potential requires efficient and robust catalysts that can operate at low overpotential. Conventional inorganic catalysts, including those based on costly precious metals, are generally plagued by high overpotentials for organic oxidation. Here, we demonstrate a unique bacteria-catalyzed lactate oxidation process for hydrogen production using a three-chamber reactor. This three-chamber system integrates a neutral bacteria-driven anolyte, a basic electrolyte bridge, and an acidic catholyte to achieve low-overpotential lactate oxidation coupled with efficient hydrogen evolution. The system enables simultaneous bias-free hydrogen generation and power output, reaching a peak current of ∼13 mA cm-2, with an electricity generation of ∼0.22 kWh per cubic meter of H2 at 10 mA cm-2. The system maintains stable operation for over 1000 h at 10 mA cm-2 with a high Coulombic efficiency (∼95%) and near-unity Faradaic efficiency for H2 production (∼99%). Moreover, we show that this system can effectively leverage acidic and alkaline waste from semiconductor processing to enable bias-free hydrogen production, advancing low-emission electrolysis technologies for a sustainable hydrogen economy.
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
结实的从菡完成签到,获得积分10
刚刚
早日毕业发布了新的文献求助10
1秒前
我是老大应助昼曦萦采纳,获得10
1秒前
木木发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
常温可乐发布了新的文献求助10
1秒前
Nole应助爱喝牛奶的大兔子采纳,获得10
3秒前
桃桃奶盖发布了新的文献求助10
4秒前
kittymin发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
den发布了新的文献求助10
5秒前
Sledge发布了新的文献求助10
6秒前
huang发布了新的文献求助10
7秒前
zyz完成签到,获得积分10
7秒前
cdercder应助Helen采纳,获得10
7秒前
FashionBoy应助陈昱钱采纳,获得10
8秒前
mc发布了新的文献求助10
8秒前
关我屁事完成签到 ,获得积分10
8秒前
春和景明完成签到,获得积分10
9秒前
LeeXg完成签到,获得积分10
10秒前
ccc发布了新的文献求助10
10秒前
我是老大应助邓木采纳,获得10
11秒前
11秒前
bkagyin应助HQH采纳,获得10
11秒前
深情安青应助小黄鸭呀采纳,获得10
12秒前
香云完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
丁1完成签到 ,获得积分10
13秒前
Jasper应助春和景明采纳,获得10
13秒前
13秒前
13秒前
星辰大海应助Future采纳,获得10
14秒前
14秒前
JJ完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
zzq应助精明的文涛采纳,获得10
14秒前
15秒前
CodeCraft应助cly采纳,获得10
15秒前
Owen应助桃桃奶盖采纳,获得10
16秒前
123456完成签到,获得积分10
16秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Arthritis and Related Conditions, An Issue of Orthopedic Clinics 1000
Development of a Bridge Weigh-In-Motion System: A technology to convert the bridge response to the passage of traffic into data on vehicle configurations, speeds, times of travel and weights 1000
ズームレンズの光学設計に関する研究 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
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 7287971
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8907697
关于积分的说明 18852211
捐赠科研通 6956629
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3208744
关于科研通互助平台的介绍 2378638
邀请新用户注册赠送积分活动 2184563