Benchmarking Hydrogen Evolving Reaction and Oxygen Evolving Reaction Electrocatalysts for Solar Water Splitting Devices

过电位 析氧 化学 催化作用 电催化剂 分解水 无机化学 水溶液 贵金属 化学工程 太阳能燃料 制氢 电化学 物理化学 电极 有机化学 工程类 光催化
作者
Charles C. L. McCrory,Suho Jung,Ivonne M. Ferrer,Shawn Chatman,Jonas C. Peters,Thomas F. Jaramillo
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:137 (13): 4347-4357 被引量:3982
标识
DOI:10.1021/ja510442p
摘要

Objective comparisons of electrocatalyst activity and stability using standard methods under identical conditions are necessary to evaluate the viability of existing electrocatalysts for integration into solar-fuel devices as well as to help inform the development of new catalytic systems. Herein, we use a standard protocol as a primary screen for evaluating the activity, short-term (2 h) stability, and electrochemically active surface area (ECSA) of 18 electrocatalysts for the hydrogen evolution reaction (HER) and 26 electrocatalysts for the oxygen evolution reaction (OER) under conditions relevant to an integrated solar water-splitting device in aqueous acidic or alkaline solution. Our primary figure of merit is the overpotential necessary to achieve a magnitude current density of 10 mA cm(-2) per geometric area, the approximate current density expected for a 10% efficient solar-to-fuels conversion device under 1 sun illumination. The specific activity per ECSA of each material is also reported. Among HER catalysts, several could operate at 10 mA cm(-2) with overpotentials <0.1 V in acidic and/or alkaline solutions. Among OER catalysts in acidic solution, no non-noble metal based materials showed promising activity and stability, whereas in alkaline solution many OER catalysts performed with similar activity achieving 10 mA cm(-2) current densities at overpotentials of ~0.33-0.5 V. Most OER catalysts showed comparable or better specific activity per ECSA when compared to Ir and Ru catalysts in alkaline solutions, while most HER catalysts showed much lower specific activity than Pt in both acidic and alkaline solutions. For select catalysts, additional secondary screening measurements were conducted including Faradaic efficiency and extended stability measurements.
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
152455完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
y一一完成签到 ,获得积分10
3秒前
辛勤的念真完成签到,获得积分10
10秒前
甘sir完成签到 ,获得积分0
11秒前
健壮的鑫鹏完成签到,获得积分10
11秒前
zouzh完成签到 ,获得积分10
16秒前
i2stay完成签到,获得积分0
24秒前
曹福志完成签到 ,获得积分10
24秒前
xiaoguan完成签到 ,获得积分10
26秒前
你的样子完成签到,获得积分10
26秒前
wang完成签到 ,获得积分10
27秒前
Mia233完成签到 ,获得积分10
29秒前
高冰冰完成签到 ,获得积分10
29秒前
窦房结完成签到 ,获得积分10
30秒前
詹姆斯哈登完成签到,获得积分0
33秒前
小石头完成签到 ,获得积分10
35秒前
俺寻思者完成签到,获得积分10
38秒前
大大完成签到 ,获得积分10
45秒前
慕青应助meteorabob采纳,获得10
48秒前
小马甲应助Zhao采纳,获得10
49秒前
ne完成签到 ,获得积分10
53秒前
MedicalWaste完成签到 ,获得积分10
57秒前
结实樱桃完成签到 ,获得积分10
59秒前
辰12完成签到 ,获得积分10
1分钟前
randylch完成签到,获得积分0
1分钟前
1分钟前
萌萌完成签到 ,获得积分10
1分钟前
plz94完成签到 ,获得积分10
1分钟前
乐乐发布了新的文献求助10
1分钟前
风中星月完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
007完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
SCI的芷蝶完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
XuNan完成签到,获得积分10
1分钟前
99发布了新的文献求助10
1分钟前
轻松鹰完成签到 ,获得积分10
1分钟前
语恒完成签到,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
Effects of Two Weeks of Red Light Therapy on Choroidal Thickness and Axial Length in Young Adults 700
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
The Neuroscience of Language 400
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 400
Too Much of Two Good Things: Investment Protection and Environmental Protection in International Law 260
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 7673500
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9239963
关于积分的说明 19903234
捐赠科研通 7243068
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3285574
关于科研通互助平台的介绍 2443668
邀请新用户注册赠送积分活动 2287849