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Boosting cascade electron transfer in NiFe oxyhydroxide for overall water splitting

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作者
Minghua Xian,Hui Wan,Qiaoling Wang,Meng‐Yuan Xie,Jinghui Shi,Jianhang Nie,Bo Li,Zhen-Yang Ou-Yang,Jiarong Huang,Di Wang,Gui‐Fang Huang,Wangyu Hu,Wei‐Qing Huang
出处
期刊:Applied Physics Letters [American Institute of Physics]
卷期号:124 (7) 被引量:14
标识
DOI:10.1063/5.0197209
摘要

Nickel–iron oxyhydroxides are among the most active electrocatalysts, but their sluggish kinetic of oxygen evolution reaction (OER) limits the energy efficiency toward overall water splitting. Here, we present a “cascade electron transfer” strategy through spurring unidirectional electron transfer among different metal sites in Mn-doped FeNiOOH@FeNiP to boost OER and overall water splitting. The Mn doping induces a cascade electron transfer from Ni to Fe and then to Mn via metal-O-metal bridge, thus promoting the oxidation Ni and Fe centers, which in turn help charge transfer by increasing the covalency between metal-O bonds to optimize the bonding strength between metal and adsorbed oxygen species. Consequently, the optimal Mn–FeNiOOH@FeNiP delivers a fast OER kinetics (32.1 mV dec−1) along with a low overpotential of 215 mV@10 mA cm−2. Benefiting from the synergistic effect of high conductivity, large specific surface area, and favorable OER kinetics, the catalyst only requires a low cell voltage of 1.456 V to achieve 20 mA cm−2 for overall water splitting, superior to that of a commercial RuO2ǁPt/C catalyst.
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