FE达150%！南工大陈宇辉/南大闫世成，最新Nature子刊！
学术
2024-10-16 08:18
广东
水电解氧化生成过氧化氢（H2O2）是工业上生产H2O2的一种重要方法。然而，其机理仍有争议，吸附在电极表面的羟基（HO(ads)）被认为是一种重要的中间体。基于此，2024年10月14日，南京工业大学陈宇辉教授、南京大学闫世成教授在国际顶级期刊Nature Communications发表题为《Carbonate-carbonate coupling on platinum surface promotes electrochemical water oxidation to hydrogen peroxide》的研究论文。在这里，研究人员使用原位拉曼光谱和微分电化学质谱研究了水在Pt电极上氧化生成H2O2的机理，发现过氧化氢键主要来源于通过两个CO32-偶联得到的C2O62-中间体。通过对产物中的18O同位素进行定量分析，研究人员发现93%的H2O2是通过CO32-偶联途径形成的，7%的H2O2来自OH(ads)-CO3•−途径。OH(ads)-OH(ads)偶联途径的贡献可以忽略不计。作者对各种电极的比较表明，CO3(ads)在电极表面的强吸附作用至关重要。结合在氧还原过程中产生H2O2的商业正极催化剂，研究人员组装了一个正极和负极同时产生H2O2的液流电池。在1 A cm−2的电流密度下，电池电压为2.3 V时，H2O2的法拉第效率达到了150%。
图1：电化学水氧化过程中的电化学性能和原位拉曼光谱图2：水氧化过程中同位素标记O2和H2O2产物的定量分析Zhu, H., Lv, X., Wu, Y. et al. Carbonate-carbonate coupling on platinum surface promotes electrochemical water oxidation to hydrogen peroxide. Nat. Commun. 15, 8846 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-53134-3.🌟 同步辐射，找华算 ！三代光源，全球机时，最快一周出结果，保质保量！👉全面开放项目：同步辐射硬线/软线/高能/液体/原位/SAXS/GIWAXS/PDF/XRD/数据拟合！🏅 500+博士团队护航，助力20000+研究在Nature&Science正刊及子刊、Angew、AFM、JACS等顶级期刊发表！
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