Self-supported NiO/CuO electrodes to boost urea oxidation in direct urea fuel cells
Yang, Linlin (Universitat de Barcelona)
He, Ren (Universitat de Barcelona)
Wang, Xiang (Institut de Recerca en Energia de Catalunya)
Yang, Tingting (Chongqing University of Technology)
Zhang, Ting (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Zuo, Yong (Istituto Italiano di Tecnologia)
Lu, Xuan (Institut de Recerca en Energia de Catalunya)
Liang, Zhifu (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Li, Junshan (Chengdu University)
Arbiol i Cobos, Jordi (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Martínez-Alanis, Paulina R. (Institut de Recerca en Energia de Catalunya)
Qi, Xueqiang (Chongqing University)
Cabot i Codina, Andreu (Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats)

Data:	2023
Resum:	Direct urea fuel cells (DUFCs) can be used to treat residual wastewater while generating electricity. Herein, self-supported electrodes consisting of NiO nanosheets vertically grown on CuO nanowires are synthesized to realize the urea oxidation reaction (UOR). Such electrodes show excellent UOR performance requiring 1. 39 V vs. RHE to achieve 100 mA/cm. Besides, DUFCs provide open circuit voltages and power densities up to 0. 88 V and 11. 35 mW/cm. Electrochemical characterization and Raman spectroscopy prove the formation of NiOOH to enable the UOR. Mott-Schottky analysis and UV photoelectron spectroscopy show the NiO/CuO p-p heterostructure to facilitate the charge transfer from CuO nanowires to NiO nanosheets. Besides, at a local level, density functional theory calculations show that the presence of CuO modulates the electronic states of Ni at the very NiOOH/CuO interface, which results in stretched Ni-O bonds and a uniquely elongated N-H bond of urea that favors its oxidation.
Ajuts:	Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2021/SGR-01581 Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2021/SGR-00457 Agencia Estatal de Investigación PID2019-105490RB-C32 European Commission 801342 Agencia Estatal de Investigación CEX2021-001214-S Agencia Estatal de Investigación PID2020-116093RB-C43 Ministerio de Economía y Competitividad SEV-2013-0295-17-1
Drets:	Aquest material està protegit per drets d'autor i/o drets afins. Podeu utilitzar aquest material en funció del que permet la legislació de drets d'autor i drets afins d'aplicació al vostre cas. Per a d'altres usos heu d'obtenir permís del(s) titular(s) de drets.
Llengua:	Anglès
Document:	Article ; recerca ; Versió sotmesa a revisió
Matèria:	Urea ; Urea oxidation reaction ; Electrocatalysis ; Nickel oxyhydroxide ; Copper ; Direct urea fuel cell
Publicat a:	Nano Energy, Vol. 115 (October 2023) , art. 108714, ISSN 2211-2855

DOI: 10.1016/j.nanoen.2023.108714

Preprint 36 p, 2.8 MB

El registre apareix a les col·leccions:
Documents de recerca > Documents dels grups de recerca de la UAB > Centres i grups de recerca (producció científica) > Ciències > Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2)
Articles > Articles de recerca
Articles > Articles publicats