In operando Raman investigation of Fe doping influence on catalytic NiO intermediates for enhanced overall water splitting

材料科学 非阻塞I/O 析氧 拉曼光谱 兴奋剂 催化作用 分解水 电化学 氧化物 过渡金属 电催化剂 化学工程 电极 光催化 无机化学 光电子学 物理化学 光学 冶金 物理 工程类 生物化学 化学
作者
Zhen Qiu,Yue Ma,Tomas Edvinsson
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier]
卷期号:66: 104118-104118 被引量:353
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2019.104118
摘要

Transition metal iron (Fe)-incorporated Ni oxide and oxyhydroxide compounds generally show an enhanced activity for alkaline water splitting. However, the role of Fe for this enhanced activity is not fully elucidated, especially under hydrogen evolution reaction (HER). Herein, we combine electrochemical and spectroscopic techniques to investigate the Fe doping effect on self-standing NiO nanosheets for enhanced activities for both HER and oxygen evolution reaction (OER) in overall water splitting. The results show that the presence of Fe suppresses Ni self-oxidation and adjusts the Ni–O local environment and its ability to form surface phases. In operando Raman spectroscopy is utilized to explore the active intermediates present under catalytic conditions. Apart from a slight suppression of grain size, our results show that Fe incorporation into NiO enhances in-situ formation of active layered intermediates NixFe1-xOOH with a phase transformation of FeOOH layers into γ-NiOOH layers containing Ni4+ at potentials approaching OER in contrast to undoped NiO electrodes with a dominating conversion of NiO to β-NiOOH, with persisting Ni3+. In addition, the work function on the electrode surface is reduced by 90 meV upon Fe doping, revealing a higher intrinsic Fermi-level and thus a lower requirement for added bias during HER. Together with the lower resistance for electron transport beneficial for both HER and OER, this leads to improved OER and HER efficiency upon Fe-doping. The study shows how Fe doping influences the active catalytic NiO intermediates for both HER and OER. Specifically, in operando vibrational spectroscopy utilized in parallel with electrochemical characterization can shed light on enhancement mechanisms and influence of doping for catalytic intermediates under any chosen bias at the respective electrode under full water splitting.
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
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
刚刚
刚刚
小熊熊完成签到,获得积分10
刚刚
JMchiefEditor发布了新的文献求助10
刚刚
Tempo发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
蓝天发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
2秒前
LGS完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
天天快乐应助可靠的寒风采纳,获得10
3秒前
科研通AI6.1应助mo采纳,获得10
4秒前
5秒前
小文不想看文献完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
Muller完成签到,获得积分10
6秒前
呐呐呐完成签到,获得积分10
6秒前
谦让小玉发布了新的文献求助20
6秒前
6秒前
7秒前
7秒前
8秒前
jack完成签到,获得积分10
8秒前
TJH完成签到,获得积分10
8秒前
ffff发布了新的文献求助10
8秒前
罐罐儿完成签到,获得积分0
8秒前
9秒前
星辰大海应助等待的弘文采纳,获得10
9秒前
Verity应助机灵柚子采纳,获得10
9秒前
情怀应助suriguga323采纳,获得10
10秒前
10秒前
11秒前
shengch0234完成签到,获得积分10
11秒前
挽风完成签到 ,获得积分10
11秒前
13秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
13秒前
JMchiefEditor完成签到,获得积分10
14秒前
上官若男应助lwy采纳,获得10
14秒前
sqz_df发布了新的文献求助10
14秒前
高分求助中
2025-2031全球及中国金刚石触媒粉行业研究及十五五规划分析报告 40000
(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
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Ägyptische Geschichte der 21.–30. Dynastie 2500
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
„Semitische Wissenschaften“? 1510
从k到英国情人 1500
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 5743602
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5414972
关于积分的说明 15348028
捐赠科研通 4884256
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2625707
邀请新用户注册赠送积分活动 1574549
关于科研通互助平台的介绍 1531467