Structural Changes of Spinel MCo2O4 (M = Mn, Fe, Co, Ni, and Zn) Electrocatalysts during the Oxygen Evolution Reaction Investigated by In Situ X-ray Absorption Spectroscopy

尖晶石 过电位 X射线吸收精细结构 催化作用 X射线吸收光谱法 电化学 氧化态 材料科学 吸收光谱法 光谱学 析氧 化学 无机化学 物理化学 电极 冶金 生物化学 物理 量子力学
作者
Masafumi Harada,Fukue Kotegawa,Masako Kuwa
出处
期刊:ACS applied energy materials [American Chemical Society]
卷期号:5 (1): 278-294 被引量:92
标识
DOI:10.1021/acsaem.1c02824
摘要

A comparison of the electrochemical and physicochemical behavior of cobalt-based oxides with spinel structure MCo2O4 (M = Mn, Fe, Co, Ni, and Zn) was conducted to investigate the effect of the oxidation state and cation distribution in the spinel on the electrocatalytic activity of the oxygen evolution reaction (OER) in an alkaline solution. Various spinel MCo2O4 electrocatalysts were synthesized by a facile microwave-assisted synthesis and low-temperature annealing. The overpotential of these MCo2O4 electrocatalysts for the OER is comparable to the reported overpotentials of catalysts based on cobalt oxides. From the findings, the catalytic activity of OER decreases in the order of ZnCo2O4 > NiCo2O4 > FeCo2O4 > Co3O4 > MnCo2O4. It was revealed that the active sites are controlled by the balance of M3+/M2+ cation distribution in octahedral and tetrahedral sites and by the bond strength between M and oxygen atoms at the catalyst surface from the direct combination of in situ X-ray absorption fine structure (XAFS) spectroscopy with the electrochemical experiments to track the oxidation state and the structural changes of electrocatalysts before and after the exposure to the OER conditions. This study provides insights into the effects of cation distributions on the OER activity and demonstrates a promising method for determining the fundamental mechanism of cation-substituted cobalt oxides for OER.
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
1秒前
科目三应助123采纳,获得10
1秒前
QQ农场提示我菜死了完成签到,获得积分10
1秒前
1111111完成签到,获得积分20
2秒前
安南完成签到,获得积分0
3秒前
Nora完成签到 ,获得积分10
4秒前
上官若男应助ZhuJing采纳,获得10
4秒前
huihui完成签到 ,获得积分10
5秒前
从容如曼完成签到,获得积分10
6秒前
1111111发布了新的文献求助10
8秒前
10秒前
11秒前
14秒前
orixero应助简单幸福采纳,获得10
14秒前
一统天下完成签到,获得积分10
15秒前
gbb发布了新的文献求助10
15秒前
包容的小蚂蚁完成签到,获得积分10
16秒前
clock完成签到 ,获得积分10
16秒前
我是老大应助bailuoshiqi采纳,获得10
16秒前
18秒前
18秒前
18秒前
碧蓝白玉发布了新的文献求助10
18秒前
19秒前
young完成签到,获得积分10
20秒前
SciGPT应助shJ采纳,获得10
20秒前
21秒前
evelynnni完成签到,获得积分10
21秒前
viola发布了新的文献求助10
21秒前
22秒前
YZZ发布了新的文献求助10
22秒前
沐浴清风发布了新的文献求助10
22秒前
MADKAI发布了新的文献求助10
23秒前
23秒前
毛毛发布了新的文献求助10
24秒前
nihao世界发布了新的文献求助10
25秒前
领导范儿应助xkh采纳,获得10
25秒前
25秒前
ddd完成签到,获得积分10
25秒前
bailuoshiqi完成签到,获得积分10
26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
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6517121
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8310127
关于积分的说明 17764473
捐赠科研通 5619452
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2925834
邀请新用户注册赠送积分活动 1902723
关于科研通互助平台的介绍 1763761