Role of Dissolution Intermediates in Promoting Oxygen Evolution Reaction at RuO2(110) Surface

溶解 析氧 过电位 催化作用 化学 亚稳态 氧化物 无定形固体 电化学 无机化学 化学物理 化学工程 物理化学 结晶学 电极 有机化学 工程类
作者
Konstantin Klyukin,Alexandra Zagalskaya,Vitaly Alexandrov
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry C [American Chemical Society]
卷期号:123 (36): 22151-22157 被引量:165
标识
DOI:10.1021/acs.jpcc.9b03418
摘要

RuO<sub>2</sub> is one of the most active electrocatalysts toward oxygen evolution reaction (OER), but it suffers from rapid dissolution in electrochemical environments. It is also established experimentally that corrosion of metal oxides can, in fact, promote catalytic activity for OER owing to the formation of a surface hydrous amorphous layer. Furthermore, the mechanistic interplay between corrosion and OER across metal-oxide catalysts and to what degree these two processes are correlated are still debated. Herein, we employ ab initio molecular dynamics-based blue moon ensemble approach in combination with OER thermodynamic analysis to reveal a clear mechanistic coupling between Ru dissolution and OER at the RuO<sub>2</sub>(110)/water interface. Specifically, we demonstrate that (i) dynamic transitions between metastable dissolution intermediates greatly affect catalytic activity toward OER, (ii) dissolution and OER processes share common intermediates with OER promoting Ru detachment from the surface, (iii) the lattice oxygen can be involved in the OER, and (iv) the coupling between different OER intermediates formed at the same Ru site of the metastable dissolution state can lower the theoretical overpotential of OER down to 0.2 eV. Collectively, our findings illustrate the critical role of highly reactive metastable dissolution intermediates in facilitating OER and underscore the need for the incorporation of interfacial reaction dynamics to resolve apparent conflicts between theoretically predicted and experimentally measured OER overpotentials.
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
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
Stacey发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
含蓄大雁发布了新的文献求助10
1秒前
squawk关注了科研通微信公众号
1秒前
1秒前
彩色皓轩发布了新的文献求助10
2秒前
神勇千万完成签到,获得积分10
2秒前
科研通AI5应助敏感的半梅采纳,获得10
2秒前
toki完成签到,获得积分10
2秒前
旺仔小高发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
zhenhao完成签到,获得积分10
3秒前
Noyo完成签到 ,获得积分10
4秒前
科研通AI5应助方旋采纳,获得10
4秒前
6秒前
廖昭君完成签到 ,获得积分10
6秒前
Coco完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
雪白哈密瓜完成签到,获得积分10
6秒前
乐观的海发布了新的文献求助10
7秒前
赘婿应助haixing0530采纳,获得10
7秒前
7秒前
笑笑的妙松完成签到,获得积分10
7秒前
Lijiahe1122完成签到,获得积分10
7秒前
belladu完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
炙热向南完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
8秒前
9秒前
大模型应助CGBIO采纳,获得10
9秒前
风清扬完成签到,获得积分20
9秒前
胡可完成签到 ,获得积分10
9秒前
9秒前
斯文的一江完成签到,获得积分10
10秒前
西西发布了新的文献求助10
10秒前
谓风完成签到,获得积分10
10秒前
纪俊发布了新的文献求助20
10秒前
管朋维发布了新的文献求助10
11秒前
11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
Pipeline and riser loss of containment 2001 - 2020 (PARLOC 2020) 1000
A Half Century of the Sonogashira Reaction 1000
Artificial Intelligence driven Materials Design 600
Investigation the picking techniques for developing and improving the mechanical harvesting of citrus 500
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 500
A Manual for the Identification of Plant Seeds and Fruits : Second revised edition 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 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5190390
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4374194
关于积分的说明 13620019
捐赠科研通 4227906
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2319013
邀请新用户注册赠送积分活动 1317523
关于科研通互助平台的介绍 1267494