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Manifolding active sites and in situ/operando electrochemical-Raman spectroscopic studies of single-metal nanoparticle-decorated CuO nanorods in furfural biomass valorization to H_(2) and 2-furoic acid

引用

能源化学:英文版 2023年第9期84卷 50-61页

作者： Jiwon Kim Talshyn Begildayeva Jayaraman Theerthagiri Cheol Joo Moon Ahreum Min Seung Jun Lee Gyeong-Ah Kim 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 Department of IT-Energy Convergence(BK21 FOUR) Korea National University of TransportationChungju 27469Republic of Korea

Here,CuO nanorods fabricated via pulsed laser ablation in liquids were decorated with Ir,Pd,and Ru NPs(loading~7 wt%) through pulsed laser irradiation in the liquids *** resulting NPs-decorated CuO nanorods were characterized spectroscopically and employed as multifunctional electrocatalysts in OER,HER,and the furfural oxidation reactions(FOR).Ir-CuO nanorods afford the lowest overpotential of~345 mV(HER) and 414 mV(OER) at 10 mA cm^(-2),provide the highest 2-furoic acid yield(~10.85 mM) with 64.9% selectivity,and the best Faradaic efficiency~72.7% in 2 h of FOR at 1.58 V(***).In situ electrochemical-Raman analysis of the Ir-CuO detects the formation of the crucial intermediates,such as Cu(Ⅲ)-oxide,Cu(OH)_(2),and Ir_x(OH)_y,on the electrode-electrolyte surface,which act as a promoter for HER and *** Ir-CuO ‖ Ir-CuO in a coupled HER and FOR-electrolyzer operates at~200 mV lower voltage,compared with the conventional electrolyzer and embodies the dual advantage of energy-saving H_(2) and 2-furoic acid production.

关键词： Single-metal nanoparticle-decorated CuO nanorods pulsed laser ablation and irradiation in liquids Furfural oxidation reaction Hydrogen evolution reaction Energy-saving H_(2)production 2-Furoic acid

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