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
1121完成签到,获得积分10
刚刚
bo完成签到,获得积分10
刚刚
李健的小迷弟应助别梦寒采纳,获得10
刚刚
1秒前
爆米花应助yy采纳,获得10
2秒前
CipherSage应助Archie采纳,获得10
2秒前
动听元彤发布了新的文献求助10
2秒前
yuanfangyi0306完成签到,获得积分10
3秒前
kay发布了新的文献求助10
3秒前
哭泣的曼荷完成签到 ,获得积分10
4秒前
天天快乐应助hunter采纳,获得10
4秒前
香蕉觅云应助动人的善若采纳,获得10
5秒前
6秒前
liu.lzy应助hhehe采纳,获得10
7秒前
archiz发布了新的文献求助10
8秒前
Bronx完成签到,获得积分10
8秒前
英啊完成签到,获得积分10
9秒前
嗯哼发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
9秒前
缓慢的可乐完成签到,获得积分10
9秒前
米花完成签到 ,获得积分10
9秒前
ddd发布了新的文献求助10
10秒前
辣椒小皇纸完成签到 ,获得积分10
10秒前
无情妙菡完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
yyh完成签到,获得积分20
11秒前
小夏完成签到,获得积分10
11秒前
王浩喆发布了新的文献求助10
11秒前
Misaki完成签到,获得积分10
12秒前
bkagyin应助开朗小小采纳,获得10
12秒前
花笙米发布了新的文献求助10
13秒前
Wwwwyyy发布了新的文献求助30
14秒前
星辰大海应助风间采纳,获得10
14秒前
别梦寒完成签到,获得积分10
14秒前
风轩轩发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
动听元彤完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
njzqs完成签到,获得积分10
16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
晶种分解过程与铝酸钠溶液混合强度关系的探讨 8888
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
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 6421451
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8240508
关于积分的说明 17513073
捐赠科研通 5475321
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2892394
邀请新用户注册赠送积分活动 1868805
关于科研通互助平台的介绍 1706218