已入深夜,您辛苦了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!祝你早点完成任务,早点休息,好梦!

Hydrogen Spillover-Bridged Volmer/Tafel Processes Enabling Ampere-Level Current Density Alkaline Hydrogen Evolution Reaction under Low Overpotential

塔菲尔方程 过电位 化学 离解(化学) 交换电流密度 电催化剂 电解水 氢溢流 电解质 无机化学 化学工程 电解 物理化学 电化学 电极 有机化学 工程类
作者
Huai Qin Fu,Min Zhou,Peng Fei Liu,Porun Liu,Huajie Yin,Kai Sun,Hua Gui Yang,Mohammad Al‐Mamun,P. Hu,Haifeng Wang,Huijun Zhao
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:144 (13): 6028-6039 被引量:470
标识
DOI:10.1021/jacs.2c01094
摘要

Water-alkaline electrolysis holds a great promise for industry-scale hydrogen production but is hindered by the lack of enabling hydrogen evolution reaction electrocatalysts to operate at ampere-level current densities under low overpotentials. Here, we report the use of hydrogen spillover-bridged water dissociation/hydrogen formation processes occurring at the synergistically hybridized Ni3S2/Cr2S3 sites to incapacitate the inhibition effect of high-current-density-induced high hydrogen coverage at the water dissociation site and concurrently promote Volmer/Tafel processes. The mechanistic insights critically important to enable ampere-level current density operation are depicted from the experimental and theoretical studies. The Volmer process is drastically boosted by the strong H2O adsorption at Cr5c sites of Cr2S3, the efficient H2O* dissociation via a heterolytic cleavage process (Cr5c-H2O* + S3c(#) → Cr5c-OH* + S3c-H#) on the Cr5c/S3c sites in Cr2S3, and the rapid desorption of OH* from Cr5c sites of Cr2S3 via a new water-assisted desorption mechanism (Cr5c-OH* + H2O(aq) → Cr5c-H2O* + OH–(aq)), while the efficient Tafel process is achieved through hydrogen spillover to rapidly transfer H# from the synergistically located H-rich site (Cr2S3) to the H-deficient site (Ni3S2) with excellent hydrogen formation activity. As a result, the hybridized Ni3S2/Cr2S3 electrocatalyst can readily achieve a current density of 3.5 A cm–2 under an overpotential of 251 ± 3 mV in 1.0 M KOH electrolyte. The concept exemplified in this work provides a useful means to address the shortfalls of ampere-level current-density-tolerant Hydrogen evolution reaction (HER) electrocatalysts.
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
冰凝完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
思源应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
水晶鞋完成签到 ,获得积分10
1秒前
heekkll应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
heekkll应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
1秒前
体育生111发布了新的文献求助10
2秒前
中中完成签到,获得积分10
2秒前
NexusExplorer应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
shy完成签到,获得积分10
2秒前
完美世界应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
吹泡泡完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
深情安青应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
Qvby3完成签到 ,获得积分10
2秒前
冷傲含海完成签到 ,获得积分10
2秒前
天天快乐应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
3秒前
3秒前
3秒前
小蘑菇应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
王东发布了新的文献求助10
3秒前
ANIVIA完成签到,获得积分0
3秒前
XHMM发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
小铭同学完成签到,获得积分10
4秒前
开心飞烟完成签到 ,获得积分10
4秒前
六六哈完成签到 ,获得积分10
6秒前
zhengzhifang完成签到 ,获得积分10
7秒前
Zongman完成签到,获得积分10
11秒前
慕青应助正直的康乃馨采纳,获得10
13秒前
lalala完成签到 ,获得积分0
13秒前
16秒前
17秒前
yysmile发布了新的文献求助20
17秒前
乌乌完成签到,获得积分10
18秒前
自然铭发布了新的文献求助30
18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
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 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 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 7738486
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9287546
关于积分的说明 20183815
捐赠科研通 7316346
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3305876
关于科研通互助平台的介绍 2458224
邀请新用户注册赠送积分活动 2315768

今日热心研友

注:热心度 = 本日应助数 + 本日被采纳获取积分÷10