Tip‐Enhanced Electric Field: A New Mechanism Promoting Mass Transfer in Oxygen Evolution Reactions

过电位 材料科学 电场 化学物理 析氧 传质 分解水 氢氧化物 化学工程 催化作用 热力学 物理化学 电化学 电极 化学 物理 量子力学 工程类 生物化学 光催化
作者
Peng Liu,Bo Chen,Caiwu Liang,Wentao Yao,Yuanzheng Cui,Shengyu Hu,Peichao Zou,Hua Zhang,Hong Jin Fan,Cheng Yang
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:33 (9): e2007377-e2007377 被引量:370
标识
DOI:10.1002/adma.202007377
摘要

Abstract The slow kinetics of oxygen evolution reaction (OER) causes high power consumption for electrochemical water splitting. Various strategies have been attempted to accelerate the OER rate, but there are few studies on regulating the transport of reactants especially under large current densities when the mass transfer factor dominates the evolution reactions. Herein, Ni x Fe 1– x alloy nanocones arrays (with ≈2 nm surface NiO/NiFe(OH) 2 layer) are adopted to boost the transport of reactants. Finite element analysis suggests that the high‐curvature tips can enhance the local electric field, which induces an order of magnitude higher concentration of hydroxide ions (OH − ) at the active sites and promotes intrinsic OER activity by 67% at 1.5 V. Experimental results show that a fabricated NiFe nanocone array electrode, with optimized alloy composition, has a small overpotential of 190 mV at 10 mA cm −2 and 255 mV at 500 mA cm −2 . When calibrated by electrochemical surface area, the nanocones electrode outperforms the state‐of‐the‐art OER electrocatalysts. The positive effect of the tip‐enhanced local electric field in promoting mass transfer is also confirmed by comparing samples with different tip curvature radii. It is suggested that this local field enhanced OER kinetics is a generic effect to other OER catalysts.
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
自由南珍完成签到,获得积分10
刚刚
Jay发布了新的文献求助10
刚刚
AYEFORBIDER完成签到,获得积分10
刚刚
打打应助工作还是工作采纳,获得10
刚刚
宽宽发布了新的文献求助10
1秒前
情怀应助123胡采纳,获得10
1秒前
1秒前
THM完成签到,获得积分10
2秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
友好雅山发布了新的文献求助20
2秒前
2秒前
123xol发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
blank12发布了新的文献求助20
3秒前
momo完成签到,获得积分10
3秒前
罗克发布了新的文献求助10
3秒前
Winter发布了新的文献求助10
4秒前
希望天下0贩的0应助DD采纳,获得10
5秒前
5秒前
shamy夫妇完成签到,获得积分10
5秒前
郭翔完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
看不懂完成签到 ,获得积分10
5秒前
DDD发布了新的文献求助10
6秒前
嘿嘿应助小葡萄采纳,获得10
6秒前
6秒前
xiaoxiao完成签到,获得积分10
7秒前
陈慕枫发布了新的文献求助10
7秒前
dudunan完成签到 ,获得积分10
7秒前
长刀介错人完成签到,获得积分10
8秒前
111发布了新的文献求助10
10秒前
Sunshine完成签到,获得积分10
10秒前
天天快乐应助走远了采纳,获得10
10秒前
yy111完成签到,获得积分10
10秒前
名副棋实发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
柳絮旭完成签到 ,获得积分10
11秒前
张建凯完成签到,获得积分10
11秒前
hx完成签到 ,获得积分10
12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
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1621
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] | NHBS Field Guides & Natural History 1500
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
Brittle fracture in welded ships 1000
Metagames: Games about Games 700
King Tyrant 680
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5573825
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4660098
关于积分的说明 14727788
捐赠科研通 4599933
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2524546
邀请新用户注册赠送积分活动 1494900
关于科研通互助平台的介绍 1464997