Efficient Hydrogen Production from Seawater via Fe‐EL‐modified Catalysts: A Biomass‐Coupled Approach for Sustainable Energy Storage

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作者
Xiaoqian Liu,Mengyi Xu,Linqin Wang,X. Z. Cui,W. Z. Nie,Lanying Li,Xue Li,Meirong Song,Yanjie Huang,Ning Li,Yurong Su,Min Wei,Yifeng He,Xia Sheng
出处
期刊:Chemsuschem [Wiley]
标识
DOI:10.1002/cssc.202500070
摘要

Hydrogen production from seawater electrolysis holds significant promise for future energy crisis. However, various ions in the seawater disrupted the electrolysis process, impelling the discovery of efficient oxygen evolution reaction (OER) catalysts coupling with organic small molecules to accelerate the hydrogen generation efficiency. Herein, we present an easy method for loading Fe electrodepositon layer (EL) onto carbonized wood (CW) via a straightforward electrodeposition process. Fe‐EL enriched the active sites on the hierarchical pores natural carbon materials, resulting in exceptional hydrogen evolution reaction (HER) performance. In KOH and artificial seawater, Fe‐CW demonstrated overpotentials of merely 38 mV and 94 mV at 10 mA cm‐2, accompanied with excellent stability. For the anodic counterpart, we replaced OER with the 5‐hydroxyfurfural oxidation reaction (HMFOR) using Fe/NiB/CF catalyst. It achieved an oxidation potential of 1.46 V to attain 100 mA cm‐2 for HMFOR and converted HMF to 2, 5‐furandicarboxylic acid with a remarkable conversion rate of approximate 100%. When coupled HER with HMFOR in the seawater, the Fe‐CW‖Fe/NiB/CF cell achieved 100 mA cm‐2 at an ultra‐low voltage of 1.47 V. This approach not only addresses the challenges posed by seawater electrolysis but also paves ways for the industrial application of biomass‐coupled hydrogen production.
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