Structure-adaptive single-atom nickel catalysts for pure hydrogen peroxide electrosynthesis at industrial current density

电催化剂 催化作用 电解 过氧化氢 电合成 电解水 材料科学 化学工程 无机化学 电化学 制氢 化学 氧化还原 阴极 析氧 过渡金属 活动站点 电流密度 过氧化物 分解水 价(化学) 氧气 工作(物理) 可逆氢电极
作者
Zining Wang,Hongbao Jia,Aiyang Xie,Yanchao Li,Zheng Chen,Xunyu Lu,Hongying Zhao
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:17 (1) 被引量:2
标识
DOI:10.1038/s41467-026-71120-9
摘要

The generation of pure hydrogen peroxide (H2O2) through two-electron oxygen reduction reaction represents a promising avenue for sustainable chemical production. However, a fundamental understanding of inevitable reconstruction of active sites during electrolysis remains elusive, hindering the development of dualable electrocatalysts. Herein, we report a structure-adaptive electrocatalyst featuring self-regulating capabilities under reaction. A series of single-atom Ni catalysts with B/N coordination (NiBxNy) serves as a model system to explore structure flexibility. Under the applied potential, the structural evolution of Ni+0.98-B2N2 into Ni+0.98-B1N2 occurs at initial stage. The Ni-B and Ni-N bond length in Ni+0.98-B1N2, as the genuine active site, are self-regulated to redistribute interfacial electrons by B/N coordination and then boost both intrinsic activity and stability of Ni site. When the potential is removed, the catalyst returns to its initial Ni-B2N2 configuration. The H2O2 productivity is up to 9320 mmol g catalyst-1 h-1 with a continuous output of ~5 wt% H2O2 solution under industrial current density for over 300 h. This work elucidates the dynamic reconstruction-activity enhancement for H2O2 electrosynthesis. The hydrogen peroxide generation represents a promising avenue for sustainable chemical production. Here, the authors report a structure-adaptive electrocatalyst that stabilizes the valence state of single-atom Ni sites during the reaction, enabling the continuous output of hydrogen peroxide at 300 mA cm−2.
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
左丘映易完成签到,获得积分0
5秒前
Patience完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
10秒前
时2完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
14秒前
英吉利25发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
24秒前
24秒前
高兴的丝完成签到 ,获得积分10
25秒前
LiXF完成签到,获得积分10
26秒前
Spice完成签到 ,获得积分10
29秒前
30秒前
33秒前
lnb666777888完成签到 ,获得积分10
33秒前
渔夫完成签到,获得积分10
36秒前
英吉利25发布了新的文献求助10
37秒前
随缘完成签到 ,获得积分10
37秒前
37秒前
43秒前
寄语明月完成签到,获得积分10
46秒前
47秒前
瘦瘦的枫叶完成签到 ,获得积分10
47秒前
那里一个人都没有完成签到 ,获得积分10
48秒前
yx完成签到 ,获得积分10
48秒前
49秒前
和谐的蜡烛完成签到,获得积分10
53秒前
53秒前
Ezio完成签到 ,获得积分10
53秒前
英吉利25发布了新的文献求助10
1分钟前
Microbiota完成签到,获得积分10
1分钟前
哈基米完成签到 ,获得积分10
1分钟前
太渊完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
czj完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
王吉萍完成签到 ,获得积分10
1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
Geist der Kunst und Kultur 1000
Resistance Spot Welding Dataset for Automobile Body-in-White Quality Analysis 748
日本現代怪異事典 副読本 700
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 650
Machine Learning for Asset Management and Pricing 600
Numerical analysis of the coupled atmosphere-ocean models (CAO II). II 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 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 7392692
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8998831
关于积分的说明 19149719
捐赠科研通 7028392
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3229262
关于科研通互助平台的介绍 2391794
邀请新用户注册赠送积分活动 2210618