Self‐Cleaning Copper Nanorods via Periodic Valence Transitions: Overcoming Formate Accumulation for Industrial‐Grade Formaldehyde Electrooxidation

材料科学 格式化 纳米棒 价(化学) 电化学 电解 化学工程 纳米颗粒 纳米技术 纳米尺度 阳极 甲醛 电极 进程窗口 电催化剂 可逆氢电极 催化作用 无机化学 阴极 导电体 工作(物理) 联轴节(管道)
作者
Peiyuan Mao,Huizhu Cai,Xin Liu,Suzhen Ren,Zehan Sun,Yang Jing,Yulu Wang,Bingbing Chen,Chuan Shi
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:36 (13)
标识
DOI:10.1002/adfm.202517824
摘要

Abstract Copper‐based electrocatalysts demonstrate superior activity for formaldehyde electrooxidation reaction (FOR). However, the self‐oxidation of copper restricts the potential window for FOR, resulting in reduced current densities and hydrogen evolution rates. Herein, copper nanorods (Cu NRs) are engineered with abundant active sites through morphology‐controlled synthesis, achieving superior FOR performance. The Cu NRs deliver an industrial current density of 1150 mA cm −2 at 1.25 V vs. RHE along with a broad operational window of –0.1–1.25 V vs. RHE. In situ spectroscopic investigations techniques reveal that the primary cause of deactivation in Cu NRs is the accumulation of formate intermediates at active sites, as the primary stability bottleneck. To address this issue, a universal dynamic self‐cleaning protocol is proposed, which proactively engineers “electrochemical oxidation” and “formaldehyde‐induced reduction” cycle to disrupt formate intermediate adsorption. Moreover, the entire process operates in a noble metal‐free system, which achieving intrinsic regeneration via controlled valence transition cycle (Cu 0 ↔ Cu + /Cu 2+ ). This strategy enables a bipolar hydrogen‐producing “Cu NRs||Pt/C” electrolyzer to achieve outstanding cycle stability (26 cycles for 208 h), outperforming most reported Cu‐based systems. By coupling nanoscale morphology engineering with operando‐guided surface reactivation, this work establishes a universal paradigm for designing durable electrocatalysts plagued by intermediate poisoning.
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
刚刚
小牛发布了新的文献求助10
刚刚
勇敢蛋黄派完成签到,获得积分10
1秒前
小丸子完成签到 ,获得积分10
1秒前
英俊的铭应助同化斗士采纳,获得10
1秒前
2秒前
海藻发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
Beginner发布了新的文献求助10
3秒前
muli完成签到,获得积分10
3秒前
会会发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
CipherSage应助刘承昭采纳,获得10
5秒前
5秒前
黄奥龙完成签到,获得积分10
6秒前
JamesPei应助Judith采纳,获得30
6秒前
6秒前
6秒前
深情安青应助勇敢蛋黄派采纳,获得30
6秒前
Minus完成签到,获得积分10
7秒前
今天发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
yuan完成签到,获得积分10
9秒前
和谐凌波发布了新的文献求助10
9秒前
大泓淇发布了新的文献求助10
9秒前
景严发布了新的文献求助10
9秒前
xiuxiu完成签到,获得积分10
9秒前
机智鹤轩发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
mx完成签到 ,获得积分10
12秒前
11完成签到,获得积分10
12秒前
复杂曼梅完成签到,获得积分10
12秒前
采薇发布了新的文献求助10
12秒前
乐乐宝完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
14秒前
复杂曼梅发布了新的文献求助10
16秒前
ee完成签到,获得积分10
16秒前
LYDZ1发布了新的文献求助20
17秒前
Beginner完成签到,获得积分10
17秒前
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
Reducing Compassion Fatigue, Secondary Traumatic Stress and Burnout 600
Comparative Elite Sport Development Systems, Structures and Public Policy 600
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Auslegungsgeschichte 500
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 500
What is the Future of Psychotherapy in Digital Age? Technology, AI Bots, and Psychotherapy after Covid 444
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 7637373
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9210973
关于积分的说明 19757588
捐赠科研通 7204676
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3275647
关于科研通互助平台的介绍 2437328
邀请新用户注册赠送积分活动 2272834