水氧化选择性电化学生成过氧化氢
化学物理
2016-07-26 v1
摘要
水是生命之源，对人类生存至关重要，但仍有超过十亿人无法获得清洁饮用水。目前的水处理技术如管道供水依赖耗时且资源密集型的集中式解决方案。在本工作中，我们提出了一种可利用阳光将水分解为氢气和过氧化氢的分布式设备概念。过氧化氢氧化有机物，而氢气以气泡形式逸出。为实现该设备，我们需要一种电催化剂，能够在抑制热力学上有利的氧气析出的同时氧化水并生成过氧化氢。利用密度泛函理论计算，我们表明吸附 OH* 的自由能可作为描述符，用于筛选 2e⁻ 水氧化生成 H₂O₂ 与 4e⁻ 氧化生成 O₂ 之间的选择性趋势。我们表明，像 SnO₂ 这样对氧中间体结合足够弱的材料可以激活过氧化氢生成。我们提出了电化学水氧化选择性的理性设计原则，并确定了能够选择性进行 H₂O₂ 生成的新材料候选物。
引用
@article{arxiv.1509.07444,
title = {Selective electrochemical generation of hydrogen peroxide from water oxidation},
author = {Venkatasubramanian Viswanathan and Heine A. Hansen and Jens K. Nørskov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1509.07444},
year = {2016}
}
备注
13 pages, 3 figures, 6 pages supporting information