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Spectroscopic and Electrokinetic Evidence for a Bifunctional Mechanism of the Oxygen Evolution Reaction**

双功能 氢氧化物 化学 反应机理 析氧 电子转移 电动现象 无机化学 光化学 有机化学 催化作用 物理化学 电化学 电极
作者
Lichen Bai,Seunghwa Lee,Xile Hu
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:60 (6): 3095-3103 被引量:247
标识
DOI:10.1002/anie.202011388
摘要

Abstract A bifunctional oxygen evolution reaction (OER) mechanism, in which the energetically demanding step of the attack of hydroxide on a metal oxo unit is facilitated by a hydrogen atom transfer to a second site, has the potential to circumvent the scaling relationship. However, the bifunctional mechanism has hitherto only been supported by theoretical computations. Here we describe an operando Raman spectroscopic and electrokinetic study of two highly active OER catalysts, FeOOH‐NiOOH and NiFe layered double hydroxide (LDH). The data support two distinct mechanisms for the two catalysts: FeOOH‐NiOOH operates by a bifunctional mechanism where the rate‐determining O−O bond forming step is the OH − attack on a Fe=O coupled with a hydrogen atom transfer to a Ni III ‐O site, whereas NiFe LDH operates by a conventional mechanism of four consecutive proton‐coupled electron transfer steps. The experimental validation of the bifunctional mechanism enhances the understanding of OER catalysts.
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