Acidic enol electrooxidation-coupled hydrogen production with ampere-level current density

过电位 制氢 氢 电解水 电解 抗坏血酸 氢经济 催化作用 电催化剂 高压电解 材料科学 析氧 阳极 化学工程 分解水 化学 无机化学 电极 电化学 有机化学 物理化学 工程类 电解质 光催化 食品科学
作者
Zheng-Jie Chen,Jiuyi Dong,Jiajing Wu,Qiting Shao,Na Luo,Minwei Xu,Yuanmiao Sun,Yongbing Tang,Jing Peng,Hui–Ming Cheng
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:14 (1): 4210-4210 被引量:99
标识
DOI:10.1038/s41467-023-39848-w
摘要

Abstract Hydrogen production coupled with biomass upgrading is vital for future sustainable energy developments. However, most biomass electrooxidation reactions suffer from high working voltage and low current density, which substantially hinder large-scale industrial applications. Herein, we report an acidic hydrogen production system that combined anodic ascorbic acid electrooxidation with cathodic hydrogen evolution. Unlike C-H and O-H bonds cleavage with slow kinetics in conventional organic oxidation, the highly active enol structure in ascorbic acid allows for an ultralow overpotential of only 12 mV@10 mA/cm2using Fe single-atom catalysts, and reaches 1 A/cm2at only 0.75 V (versus reversible hydrogen electrode) with approximately 100% Faraday efficiency for hydrogen production. Furthermore, the fabricated two-electrode membrane-free electrolyser delivers an industrial current density of 2 A/cm2@1.1 V at 60 °C (2.63 kWh/Nm3 H2), which requires half of the electricity consumption in conventional water electrolysis (~5 kWh/Nm3 H2). This work provides a new avenue for achieving industrial-scale hydrogen production from biomass.
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
丘比特的应助被DW采纳,获得10
刚刚
隐形曼青的应助被知知采纳,获得10
1秒前
1秒前
wanci的应助被小杨采纳,获得10
3秒前
4秒前
陳LF完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
5秒前
缺口口发布了新的文献求助10
6秒前
结实柜子关注了科研通微信公众号
6秒前
chenlina完成签到 ,获得积分10
7秒前
ww发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
火星种芹菜完成签到 ,获得积分10
8秒前
李璟琳完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
闪闪的老虎完成签到,获得积分10
8秒前
蓝安完成签到 ,获得积分10
8秒前
luli201810发布了新的文献求助10
9秒前
punch完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
10秒前
Ava的应助被DW采纳,获得10
10秒前
无理发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
12秒前
12秒前
陈凯鸿发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
13秒前
科研通AI6.4的应助被李媛媛采纳,获得10
13秒前
aajhajkahna的应助被李璟琳采纳,获得10
13秒前
13秒前
14秒前
14秒前
anna发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
zzz发布了新的文献求助10
15秒前
qin202569发布了新的文献求助10
15秒前
16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
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Oncology Clinical Trials: Successful Design, Conduct, and Analysis, Second Edition 800
Exploring Mental Health in Education 600
Stochastic Models in Operations Research,Vol. 2 600
Organizational Behavior 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8048225
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9478006
关于积分的说明 21290990
捐赠科研通 7614242
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3392690
关于科研通互助平台的介绍 2523967
邀请新用户注册赠送积分活动 2430753