Tailoring Nanocrystalline/Amorphous Interfaces to Enhance Oxygen Evolution Reaction Performance for FeNi‐Based Alloy Fibers

材料科学 纳米晶材料 无定形固体 合金 析氧 化学工程 非晶态金属 纳米技术 冶金 复合材料 结晶学 物理化学 电化学 电极 工程类 化学
作者
Bo Li,Sida Jiang,Qiang Fu,Ran Wang,Weizhi Xu,Junxiang Chen,Chen Liu,Ping Xu,Xianjie Wang,Jianhua Li,Hongbo Fan,Juntao Huo,Jianfei Sun,Zhiliang Ning,Bo Song
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:35 (2) 被引量:77
标识
DOI:10.1002/adfm.202413088
摘要

Abstract Efficient oxygen evolution reaction (OER) electrocatalysts play a pivotal role in water electrolysis, notably for industrial high current densities (>1000 mA cm −2 ). Crystalline/amorphous heterostructure interfaces have proven to be advantageous for enhancing the OER activities of electrocatalytic materials. However, the constructing and tailoring for crystalline/amorphous interfaces still remain a great challenge due to the destruction of active substrates by intricate post‐treatment. Here, a strategy to tailor nanocrystalline/amorphous (N/A) interface and optimize the electrocatalytic performance of as‐cast N/A alloys by adjusting the size of nanocrystals is proposed. The N/A alloy fibers obtained based on this strategy exhibit superior OER performance with an overpotential of 227 mV (@10 mA cm −2 ), maintaining stability for over 1000, 600, and 240 h under high current densities of 500, 1000, and 1800 mA cm −2 , respectively. Theoretical calculations and material characterizations reveal that N/A interfaces, facilitated by appropriately sized nanocrystals possessing a loose atomic arrangement, favorable surface electronic structure, advantageous local coordination, and optimal O‐contained intermediate adsorption, can yield abundant active sites without compromising stability. This study not only provides a deeper understanding of the tailoring mechanism of N/A interfaces but also offers a new design perspective for the development of cost‐effective, industrial‐grade electrocatalysts.
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