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  Solutal Marangoni effect determines bubble dynamics during electrocatalytic hydrogen evolution

Park, S., Liu, L., Demirkır, Ç., van der Heijden, O., Lohse, D., Krug, D., et al. (2023). Solutal Marangoni effect determines bubble dynamics during electrocatalytic hydrogen evolution. Nature Chemistry, 15, 1532-1540. doi:10.1038/s41557-023-01294-y.

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Basisdaten

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Datensatz-Permalink: https://hdl.handle.net/21.11116/0000-000F-2F65-C Versions-Permalink: https://hdl.handle.net/21.11116/0000-000F-2F66-B
Genre: Zeitschriftenartikel

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:
s41557-023-01294-y.pdf (Verlagsversion), 2MB
 
Datei-Permalink:
-
Name:
s41557-023-01294-y.pdf
Beschreibung:
-
OA-Status:
Sichtbarkeit:
Eingeschränkt ( Max Planck Society (every institute); )
MIME-Typ / Prüfsumme:
application/pdf
Technische Metadaten:
Copyright Datum:
-
Copyright Info:
-
Lizenz:
-

Externe Referenzen

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Urheber

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 Urheber:
Park, Sunghak, Autor
Liu, Luhao, Autor
Demirkır, Çayan, Autor
van der Heijden, Onno, Autor
Lohse, Detlef1, Autor           
Krug, Dominik, Autor
Koper, Marc T. M., Autor
Affiliations:
1Max Planck Institute for Dynamics and Self-Organization, Max Planck Society, ou_2063285              

Inhalt

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Schlagwörter: -
 Zusammenfassung: Understanding and manipulating gas bubble evolution during electrochemical water splitting is a crucial strategy for optimizing the electrode/electrolyte/gas bubble interface. Here gas bubble dynamics are investigated during the hydrogen evolution reaction on a well-defined platinum microelectrode by varying the electrolyte composition. We find that the microbubble coalescence efficiency follows the Hofmeister series of anions in the electrolyte. This dependency yields very different types of H2 gas bubble evolution in different electrolytes, ranging from periodic detachment of a single H2 gas bubble in sulfuric acid to aperiodic detachment of small H2 gas bubbles in perchloric acid. Our results indicate that the solutal Marangoni convection, induced by the anion concentration gradient developing during the reaction, plays a critical role at practical current density conditions. The resulting Marangoni force on the H2 gas bubble and the bubble departure diameter therefore depend on how surface tension varies with concentration for different electrolytes. This insight provides new avenues for controlling bubble dynamics during electrochemical gas bubble formation.

Details

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Sprache(n): eng - English
 Datum: 2023-08-102023-11
 Publikationsstatus: Erschienen
 Seiten: -
 Ort, Verlag, Ausgabe: -
 Inhaltsverzeichnis: -
 Art der Begutachtung: Expertenbegutachtung
 Identifikatoren: DOI: 10.1038/s41557-023-01294-y
 Art des Abschluß: -

Veranstaltung

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Entscheidung

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Projektinformation

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Projektname : BU-PACT
Grant ID : 950111
Förderprogramm : Horizon 2020 (H2020)
Förderorganisation : European Commission (EC)
Projektname : DDD
Grant ID : 740479
Förderprogramm : Horizon 2020 (H2020)
Förderorganisation : European Commission (EC)
Projektname : FRUMKIN
Grant ID : 101019998
Förderprogramm : Horizon 2020 (H2020)
Förderorganisation : European Commission (EC)

Quelle 1

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Titel: Nature Chemistry
  Kurztitel : Nat. Chem.
Genre der Quelle: Zeitschrift
 Urheber:
Affiliations:
Ort, Verlag, Ausgabe: London, UK : Nature Publishing Group
Seiten: - Band / Heft: 15 Artikelnummer: - Start- / Endseite: 1532 - 1540 Identifikator: ISSN: 1755-4330
CoNE: https://pure.mpg.de/cone/journals/resource/1755-4330