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Activating Co(OH)2 Active Sites by Coupled with V2O5 to Boost Highly Efficient Oxygen Evolution Reaction

塔菲尔方程 析氧 化学 氧气 热液循环 分解水 氢氧化物 氢氧化钴 电化学 无机化学 催化作用 化学工程 物理化学 电极 工程类 光催化 生物化学 有机化学
作者
Jing Tang,Qingdong Ruan,Hongmin Yu,Chao Huang
出处
期刊:Advanced sustainable systems [Wiley]
卷期号:7 (5) 被引量:8
标识
DOI:10.1002/adsu.202200473
摘要

Abstract Electrocatalytic water splitting generated oxygen (O 2 ) and hydrogen (H 2 ) is a promising way to solve the energy crisis. Oxygen evolution reaction (OER) compared to hydrogen evolution reaction (HER) has slow kinetics hindering overall process. Recently, cobalt hydroxide (Co(OH) 2 ) with high activity and stability for OER has attracted more attention. During the OER process, the Co 2+ in Co(OH) 2 is further oxidized to Co 3+ and CoOOH species are true active sites. However, the low conductivity of Co(OH) 2 hinders its oxidization to CoOOH. In addition, spontaneous growth of Co(OH) 2 agglomerates easily during hydrothermal treatment, leading to decreased active sites. Herein, an efficient strategy is developed to construct highly dispersive Co(OH) 2 nanosheets vertically grown on V 2 O 5 nanoflowers (Co(OH) 2 /V 2 O 5 ) at room temperature. The V 5+ of V 2 O 5 can oxidize Co 2+ of Co(OH) 2 into Co 3+ , resulting in in situ formations of CoOOH species favorable to the OER process. In situ Raman also investigates that the OH ‐ species are inserted more easily into the interlayer of Co(OH) 2 of (Co(OH) 2 /V 2 O 5 ) than that of pure Co(OH) 2 . Therefore, the hybrid Co(OH) 2 /V 2 O 5 exhibits low overpotentials of 320 and 370 mV at a current density of 10 and 50 mV cm ‐2 , respectively, and a small Tafel slope of 68 mV dec ‐1 .
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