Torsion strained iridium oxide for efficient acidic water oxidation in proton exchange membrane electrolyzers

过电位 催化作用 贵金属 析氧 分解水 晶界 材料科学 吸附 质子交换膜燃料电池 氧气 化学 无机化学 氧化物 电化学 化学工程 物理化学 光催化 冶金 电极 有机化学 工程类 微观结构 生物化学
作者
Shaoyun Hao,Hongyuan Sheng,Min Liu,Jinzhen Huang,Guokui Zheng,Fan Zhang,Xiangnan Liu,Zhiwei Su,Jiajun Hu,Yang Qian,Lina Zhou,Yi He,Bo Song,Lecheng Lei,Xingwang Zhang,Song Jin
出处
期刊:Nature Nanotechnology [Springer Nature]
卷期号:16 (12): 1371-1377 被引量:277
标识
DOI:10.1038/s41565-021-00986-1
摘要

Acidic oxygen evolution reaction is crucial for practical proton exchange membrane water splitting electrolysers, which have been hindered by the high catalytic overpotential and high loading of noble metal catalysts. Here we present a torsion-strained Ta0.1Tm0.1Ir0.8O2-δ nanocatalyst with numerous grain boundaries that exhibit a low overpotential of 198 mV at 10 mA cm-2 towards oxygen evolution reaction in 0.5 M H2SO4. Microstructural analyses, X-ray absorption spectroscopy and theoretical calculations reveal that the synergistic effects between grain boundaries that result in torsion-strained Ir-O bonds and the doping induced ligand effect collectively tune the adsorption energy of oxygen intermediates, thus enhancing the catalytic activity. A proton exchange membrane electrolyser using a Ta0.1Tm0.1Ir0.8O2-δ nanocatalyst with a low mass loading of 0.2 mg cm-2 can operate stably at 1.5 A cm-2 for 500 hours with an estimated cost of US$1 per kilogram of H2, which is much lower than the target (US$2 per kg of H2) set by the US Department of Energy.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
HH发布了新的文献求助10
1秒前
英姑应助山猫采纳,获得10
1秒前
毕业就好完成签到,获得积分10
3秒前
优秀笑寒发布了新的文献求助10
3秒前
活力的妙之完成签到 ,获得积分10
5秒前
比奇堡艺术家完成签到,获得积分10
6秒前
结实刺猬完成签到,获得积分20
8秒前
8秒前
烂漫的白薇完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
10秒前
独特的半芹完成签到,获得积分10
11秒前
brown完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
11秒前
ZXK发布了新的文献求助30
13秒前
zc北完成签到,获得积分10
13秒前
雷电将军完成签到,获得积分10
13秒前
李健应助zhangxr采纳,获得10
14秒前
14秒前
解松发布了新的文献求助10
14秒前
qinglingdao发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
16秒前
16秒前
caicai发布了新的文献求助10
16秒前
细心的小鸽子完成签到,获得积分10
16秒前
打打应助keyant采纳,获得10
16秒前
肌肉干细胞完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
情怀应助zwenng采纳,获得10
17秒前
多来米完成签到,获得积分10
18秒前
甜蜜发带完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
结实刺猬发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
叶某人关注了科研通微信公众号
19秒前
子车代芙完成签到,获得积分10
19秒前
CipherSage应助开放菀采纳,获得10
20秒前
俊后生发布了新的文献求助10
21秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2800
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
Foreign Policy of the French Second Empire: A Bibliography 500
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
XAFS for Everyone 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3143821
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2795450
关于积分的说明 7815080
捐赠科研通 2451485
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1304498
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 627251
版权声明 601419