A fundamental study of the thermoelectrochemistry of ferricyanide/ferrocyanide: cation, concentration, ratio, and heterogeneous and homogeneous electrocatalysis effects in thermogalvanic cells

文献情報

出版日 2020-05-18
DOI 10.1039/D0SE00440E
インパクトファクター 6.367
著者

Mark A. Buckingham, Samer Hammoud, Conor J. Beale, Jason T. Sengel, Leigh Aldous


原文を見る

要旨

Thermogalvanic cells typically utilise equimolar concentrations of the oxidised and reduced states of a redox couple in solution, sandwiched between two electrodes at dissimilar temperatures; entropy drives redox processes to occur at these electrodes, generating a potential difference and a current. However, significant gaps still exist in fundamental data and understanding of these ‘thermocells’. In this study, thermocells based upon potassium ferricyanide, K3[Fe(CN)6], and potassium ferrocyanide, K4[Fe(CN)6], were investigated. The ratio of the oxidised and reduced states were systematically varied, and this had a significant effect upon the power produced; notably maximum power did not correspond to the equimolar ratio. A concentration study using equimolar ratios was also performed. Trends in the potential generated as a function of temperature (or ‘Seebeck coefficient’) were rationalised by the Nernst equation and Debye–Hückel theory. The trends in the current and the electrical power produced were successfully modelled using the Butler–Volmer equation. The effects of heterogeneous electrocatalysis were also explored (using platinum and two types of graphite) as well as homogeneous electrocatalysis, by the direct addition of alkali metal salts (as lithium, sodium, potassium, rubidium and caesium chlorides and sulphates). Clear trends were observed, and homogeneous and heterogeneous electrocatalysis had an additive effect when combined. Addition of CsCl was able to boost the maximum power output by upto ca. 80%, via both an increased Seebeck coefficient (through altered solvation) and through increased current (via homogeneous electrocatalysis of electron transfer). Finally, a limited economic comparison was performed, which highlights how the use of non-stoichiometric ratios of the redox couple could improve the cost-per-power value of the systems.

関連文献

Electrochemical interfacial influences on deoxygenation and hydrogenation reactions in CO reduction on a Cu(100) surface

Tian Sheng, Wen-Feng Lin, Shi-Gang Sun

2016-05-11 Paper

DOI: 10.1039/C6CP02198K

Valley polarization and p-/n-type doping of monolayer WTe2 on top of Fe3O4(111)‡

Yan Song, Qian Zhang, Wenbo Mi, Xiaocha Wang

2016-05-06 Paper

DOI: 10.1039/C6CP01986B

Distribution pattern and allocation of defects in hydrogenated ZnO thin films

Vitaly Gurylev, Chung-Yi Su, Tsong-Pyng Perng

2016-05-12 Paper

DOI: 10.1039/C6CP01768A

Chemical vapor deposition of MoS2 layers from Mo–S–C–O–H system: thermodynamic modeling and validation

Sukanya Dhar, V. Kranthi Kumar, Tanushree H. Choudhury, S. A. Shivashankar, S. Raghavan

2016-05-05 Paper

DOI: 10.1039/C6CP01617K

Oversolubility in the microvicinity of solid–solution interfaces

Isabelle Bergonzi, Lionel Mercury, Patrick Simon, Frédéric Jamme, Kirill Shmulovich

2016-04-27 Paper

DOI: 10.1039/C5CP08012F

Ligand-to-ligand charge transfer in heteroleptic Ir-complexes: comprehensive investigations of its fast dynamics and mechanism

Yang-Jin Cho, So-Yoen Kim, Minji Cho, Kyung-Ryang Wee, Ho-Jin Son, Won-Sik Han, Sang Ook Kang

2016-05-06 Paper

DOI: 10.1039/C6CP02087A

A comprehensive picture of the ultrafast excited-state dynamics of retinal

Oliver Flender, Mirko Scholz, Jonas Hölzer, Kawon Oum, Thomas Lenzer

2016-05-18 Paper

DOI: 10.1039/C6CP01335J

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

6-(三氟甲基)喹啉二甲酸とは何ですか?

6-(三氟甲基)喹啉二甲酸は、CAS番号849818-58-2の化合物です。これは6位に三氟甲基が置換された2-quinolinecarboxylic酸と呼ばれ...

849818-58-26-(Trifluoromethyl)-...
化合物よくある質問

tert-butyl 4-ヒドロキシ-4-メチルázepane-1-カーボキセイランを含む廃棄物はどのように処理すべきですか?

この化合物の廃棄物は、適切な容器で密封し、避光し、低温かつ乾燥した環境で保管してください。処理には専門の廃棄処理会社のサービスを活用するか、地元の環境保護法に従...

878631-04-02-Methyl-2-propanyl ...
化合物よくある質問

TIPAを取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

TIPAは揮発性が低く、毒性は低いですが、操作中の注意が必要です。PPE(個人防護具)を着用し、ドラフトチャンバー内で取り扱い、漏洩した場合は即座にSDS(安全...

化合物よくある質問

間三氟甲基苯乙酸甲酯の主な用途は何ですか?

間三氟甲基苯乙酸甲酯は主に合成化学において使用され、薬物合成の前駆体として利用されます。

62451-84-7Methyl 2-(3-(trifluo...
化合物よくある質問

3-甲硫基苯硼酸频呐酯とは何ですか?

3-甲硫基苯硼酸频呐酯は、CAS番号710348-63-3の化合物で、化学式はC14H19BO2Sです。これは2-[3-(メチルサルファニル)フェニル]-4,4...

710348-63-34,4,5,5-Tetramethyl-...
化合物よくある質問

N-[2-(二甲氨基)乙基]-N-甲基甲酰胺は安全ですか?

N-[2-(二甲氨基)乙基]-N-甲基甲酰胺は安全ではありません。吸入、皮膚接触、目接触は避けてください。稀な過剰反応やアレルギー反応がある可能性があります。適...

105669-53-2N-[2-(Dimethylamino)...
化合物よくある質問

甲基丙烯酸甲瓦龙酸内酯とは何ですか?

CAS番号177080-66-9の化合物、4-メチル-2-オキトテトラヒドロ-2H-ピラノ-4-イルメタクリレートは、甲基丙烯酸の一種です。この化合物は透明な液...

177080-66-94-Methyl-2-oxotetrah...
化合物よくある質問

2-メチルフェンチアルデヒドを取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

2-メチルフェンチアルデヒドは易燃物質であり、火気の使用や高温に注意が必要です。PPE(個人保護具)として、ゴーグルや手袋を使用し、ドラフトチャンバーを使用して...

51234-09-42-Methylveratraldehy...
化合物よくある質問

2,4,6-三氯-5-氟嘧啶はどの業界で使用されていますか?

2,4,6-三氯-5-氟嘧啶は医薬品産業で広く使用されており、抗真菌薬や抗ウイルス薬の前駆体として機能します。また、高次元材料やセンサー技術の分野でも応用されて...

6693-08-92,4,6-Trichloro-5-fl...
化合物よくある質問

(S)-2-((叔丁氧基羰基)氨基)-3-(((2-苯基乙酰胺基)甲基)硫基)丙酸とは何ですか?

CAS番号57084-73-8の(S)-2-((叔丁氧基羰基)氨基)-3-(((2-苯基乙酰胺基)甲基)硫基)丙酸は、特定の構造を持つ無機化合物で、主に医薬品や...

57084-73-8(S)-2-((tert-Butoxyc...
免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。