Linking Fundamentals and Devices: Evaluating Low Pt Ag Nanocatalysts in Three Electrode Systems and Operating Glycerol AEM Electrolyzers
Notice bibliographique
Résumé
High Resolution Image Download MS PowerPoint Slide Electro-oxidizing glycerol (GlOH) instead of water at the anode of an electrolyzer can lower the thermodynamic threshold potential by ∼1 V and simultaneously produce high-value-added products and green H 2 at the cathode. Herein, we report the use of Ag nanoparticles whose surfaces are enriched with low loadings of Pt (0.3–6.9 mol %) for the GlOH electro-oxidation reaction (GEOR). The optimized Pt(0.5%)Ag/C catalyst delivers ∼50% of the geometric area normalized-activity of commercial Pt/C for GEOR in 0.5 M NaOH + 1 M GlOH, while using about 140 times less Pt. This remarkable performance originates from the synergy between Pt and Ag: Pt sites adsorb and initiate glycerol oxidation, while Ag sites provide oxygenated species that sustain the reaction and steer the product selectivity. Potential-dependent selectivity was observed: below 0.9 V vs RHE, glycerate and lactate dominate, whereas above 0.9 V, C–C scission yields glycolate and formate, with relatively low complete oxidation to carbonate. Device-level tests in an anion exchange membrane (AEM) electrolyzer corroborate half-cell trends. AgPt/C sustains current densities comparable to Pt/C but favors earlier formation of tartronate and higher glycerate production, confirming that the bimetallic interface modulates the reaction pathways. Both devices also show lactate, i.e., the product coming from a combination of an electrochemical and a chemical transformation. The combination of (i) drastically reduced noble-metal content, (ii) high activity at potentials well below the oxygen-evolution region, (iii) tunable co-production of C3 and C2 oxygenates, and (iv) cooperative Pt–Ag synergy, positions Pt-decorated Ag as a cost-effective anode platform for paired GlOH electro-reforming and green H 2 generation. Besides, we showed here that the catalysts are promising for other small organic molecules and that the results in three-electrode electrochemical cells, despite some limitations, help predict activity and selectivity trends for real devices.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
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