Design Criteria, Operating Conditions, and Nickel–Iron Hydroxide Catalyst Materials for Selective Seawater Electrolysis

过电位 电解 无机化学 化学 海水 氢氧化物 析氧 分解水 催化作用 塔菲尔方程 氯化物 选择性 电解水 氧化还原 电解质 电化学 电极 有机化学 物理化学 地质学 海洋学 光催化
作者
Fabio Dionigi,Tobias Reier,Zarina Pawolek,Manuel Gliech,Peter Strasser
出处
期刊:Chemsuschem [Wiley]
卷期号:9 (9): 962-972 被引量:674
标识
DOI:10.1002/cssc.201501581
摘要

Abstract Seawater is an abundant water resource on our planet and its direct electrolysis has the advantage that it would not compete with activities demanding fresh water. Oxygen selectivity is challenging when performing seawater electrolysis owing to competing chloride oxidation reactions. In this work we propose a design criterion based on thermodynamic and kinetic considerations that identifies alkaline conditions as preferable to obtain high selectivity for the oxygen evolution reaction. The criterion states that catalysts sustaining the desired operating current with an overpotential <480 mV in alkaline pH possess the best chance to achieve 100 % oxygen/hydrogen selectivity. NiFe layered double hydroxide is shown to satisfy this criterion at pH 13 in seawater‐mimicking electrolyte. The catalyst was synthesized by a solvothermal method and the activity, surface redox chemistry, and stability were tested electrochemically in alkaline and near‐neutral conditions (borate buffer at pH 9.2) and under both fresh seawater conditions. The Tafel slope at low current densities is not influenced by pH or presence of chloride. On the other hand, the addition of chloride ions has an influence in the temporal evolution of the nickel reduction peak and on both the activity and stability at high current densities at pH 9.2. Faradaic efficiency close to 100 % under the operating conditions predicted by our design criteria was proven using in situ electrochemical mass spectrometry.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
包包琪完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
万能图书馆应助fanny采纳,获得10
2秒前
超帅的碱应助温暖的钻石采纳,获得10
4秒前
9秒前
秋刀鱼不过期完成签到,获得积分10
10秒前
李健应助Ivy采纳,获得10
10秒前
12秒前
英俊的铭应助山菡采纳,获得10
12秒前
12秒前
12秒前
12秒前
samchen发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
今后应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
DijiaXu应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
打卡下班应助科研通管家采纳,获得20
12秒前
12秒前
12秒前
12秒前
星辰大海应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
Laus发布了新的文献求助10
12秒前
zhhl2006完成签到,获得积分10
14秒前
bkagyin应助zzz采纳,获得10
16秒前
16秒前
ggxq发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
19秒前
得之我幸完成签到,获得积分10
19秒前
20秒前
CipherSage应助cc采纳,获得10
20秒前
开心夏天完成签到,获得积分10
21秒前
Collice发布了新的文献求助30
22秒前
蓝色的帐篷完成签到 ,获得积分10
23秒前
魔幻傲霜完成签到,获得积分10
24秒前
pisces发布了新的文献求助10
24秒前
满意的跳跳糖完成签到 ,获得积分10
24秒前
健壮代柔发布了新的文献求助10
24秒前
momochichu发布了新的文献求助10
27秒前
优美季节完成签到 ,获得积分10
27秒前
高分求助中
【重要!!请各位用户详细阅读此贴】科研通的精品贴汇总(请勿应助) 10000
Semantics for Latin: An Introduction 1099
醤油醸造の最新の技術と研究 1000
Plutonium Handbook 1000
Three plays : drama 1000
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 640
北师大毕业论文 基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 530
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4114221
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3652617
关于积分的说明 11566639
捐赠科研通 3356711
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1843795
邀请新用户注册赠送积分活动 909730
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 826492