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Ligand-free monophasic CuPd alloys endow boosted reaction kinetics toward energy-efficient hydrogen fuel production paired with hydrazine oxidation

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Journal of Materials Science & Technology 2023年第12期143卷 20-29页

作者： yujeong jeong Shreyanka Shankar Naik Yiseul Yu Jayaraman Theerthagiri Seung Jun Lee Pau Loke Show Hyun Chul Choi Myong Yong Choi Department of Chemistry(BK21 FOUR) Research Institute of Natural SciencesGyeongsang National UniversityJinju 52828Republic of Korea Core-Facility Center for Photochemistry&Nanomaterials Gyeongsang National UniversityJinju 52828Republic of Korea Zhejiang Provincial Key Laboratory for Subtropical Water Environment and Marine Biological Resources Protection Wenzhou UniversityWenzhou 325035China Department of Chemical and Environmental Engineering Faculty of Science and EngineeringUniversity of Nottingham MalaysiaJalan Broga43500 SemenyihSelangor Darul EhsanMalaysia Department of Chemistry Chonnam National UniversityGwangju 61186Republic of Korea

Optimizing the structure and components is a prevalent strategy for increasing electrocatalytic energy-saving H 2 fuel production.One of the sustainable and efficient techniques is electrocatalytic water split-ting for H 2 generation,but it is still restricted by the kinetically sluggish OER.Due to the lower standard oxidation potential of−0.33 V,replacing the OER with anodic hydrazine oxidation reaction(HzOR)is an effective way to extensively reduce the use of electricity in water electrolysis.Through alloying,the semiconductor and adsorption characteristics of Cu,interlaced by Pd 2+solution on the Pd surface by pulsed laser ablation(PLA)in methanol,are selectively altered to maximize cathodic HER and anodic HzOR performance.The optimal Cu1Pd3/C ratio demonstrates outstanding HER performance with a low overpotential of 0.315 V at 10 mA cm^(−2),as well as an ultralow overpotential of 0.560 V for HzOR in 0.5 M N_(2) H_(4)/1.0 M KOH.Furthermore,the constructed HzOR-assisted electrolyzer cell with Cu1Pd3/C||Cu1Pd3/C as anode and cathode exhibits a cell voltage of 0.505 V at 10 mA cm^(−2) with exceptional en-durance over 5 h.The current study advances competent CuPd alloys as multifunctional electrocatalysts for H 2 fuel production using a HzOR-assisted energy-efficient electrolyzer.

关键词： PLA CuPd alloy Sonochemical process HzOR Hydrazine evolution reaction Hydrazine splitting Water splitting

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