Carbon doping switching on the hydrogen adsorption activity of NiO for hydrogen evolution reaction

过电位 离解(化学) 非阻塞I/O 催化作用 吸附 水的自电离 塔菲尔方程 材料科学 无机化学 碳纤维 化学工程 兴奋剂 化学 物理化学 有机化学 电化学 电极 复合材料 工程类 复合数 光电子学
作者
Tianyi Kou,Mingpeng Chen,Feng Wu,Tyler J. Smart,Shanwen Wang,Yishang Wu,Ying Zhang,Shengtong Li,Supriya Lall,Zhonghua Zhang,Yi‐Sheng Liu,Jinghua Guo,Gongming Wang,Yuan Ping,Yat Li
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:11 (1) 被引量:171
标识
DOI:10.1038/s41467-020-14462-2
摘要

Abstract Hydrogen evolution reaction (HER) is more sluggish in alkaline than in acidic media because of the additional energy required for water dissociation. Numerous catalysts, including NiO, that offer active sites for water dissociation have been extensively investigated. Yet, the overall HER performance of NiO is still limited by lacking favorable H adsorption sites. Here we show a strategy to activate NiO through carbon doping, which creates under-coordinated Ni sites favorable for H adsorption. DFT calculations reveal that carbon dopant decreases the energy barrier of Heyrovsky step from 1.17 eV to 0.81 eV, suggesting the carbon also serves as a hot-spot for the dissociation of water molecules in water-alkali HER. As a result, the carbon doped NiO catalyst achieves an ultralow overpotential of 27 mV at 10 mA cm −2 , and a low Tafel slope of 36 mV dec −1 , representing the best performance among the state-of-the-art NiO catalysts.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
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
2秒前
hh发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
3秒前
cyy完成签到,获得积分10
4秒前
小美完成签到,获得积分10
5秒前
刘刘发布了新的文献求助10
5秒前
qzy发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
Hello应助WeirLiu采纳,获得10
6秒前
7秒前
满意的山水完成签到,获得积分10
7秒前
9秒前
lili发布了新的文献求助10
9秒前
Jasen发布了新的文献求助10
10秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
10秒前
追寻天菱应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
Kao应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
亚蛋求学完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
Kao应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
gxy完成签到,获得积分10
11秒前
无花果应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
顺利的紫槐完成签到,获得积分10
11秒前
hh完成签到,获得积分10
11秒前
Menand发布了新的文献求助30
11秒前
传奇3应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
缓慢的夜山完成签到 ,获得积分10
11秒前
13秒前
传奇3应助bc采纳,获得10
14秒前
NN应助无心的可仁采纳,获得10
15秒前
Jxw完成签到,获得积分10
15秒前
季思锐发布了新的文献求助10
15秒前
cheesejiang完成签到,获得积分10
16秒前
汪青青发布了新的文献求助10
16秒前
Ava应助az采纳,获得10
17秒前
Charlene发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
18秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The anomeric effect 1314
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7734367
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9284753
关于积分的说明 20166698
捐赠科研通 7312240
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3304642
关于科研通互助平台的介绍 2457279
邀请新用户注册赠送积分活动 2313831