Efficient Alkaline Water Oxidation with a Regenerable Nickel Pseudo-Complex

催化作用 过电位 氢氧化物 析氧 分解水 材料科学 无机化学 过渡金属 氧化物 层状双氢氧化物 电解质 氧化镍 化学 光催化 电极 冶金 物理化学 有机化学 电化学
作者
Peikun Zhang,Pai Wang,Wei Wang,Qianbao Wu,Mengjun Xiao,Roger Alberto,Yanning Zhang,Chunhua Cui
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:13 (41): 48661-48668 被引量:6
标识
DOI:10.1021/acsami.1c13609
摘要

Efficient and robust electrocatalysts are required for the oxygen evolution reaction (OER). Photosystem II-inspired synthetic transition metal complexes have shown promising OER activity in water-poor or mild conditions, yet challenges remain in the improvement of current density and performance stability for practical applications in alkaline electrolytes in contrast to solid-state oxide catalysts. Here, we report that a nickel pseudo-complex (bpy)zNiOxHy (bpy = 2,2'-bipyridine) catalyst, which bridges solid oxide and molecular catalysts, exhibits the highest OER activity among nickel-based catalysts with a turnover frequency of 1.1 s-1 at an overpotential of 0.30 volts, even outperforming iron-incorporated nickel (oxy)hydroxide under an identical nickel mass load. Benefiting from the strong coordination between bpy and nickel, this (bpy)zNiOxHy catalyst exhibits long-term stability in highly alkaline media at 1.0 mA cm-2 for over 200 h and at 20 mA cm-2 for over 60 h. Our findings indicate that dynamically coordinating a small amount of bpy in the catalyst layer efficiently sustains highly active nickel sites for water oxidation, demonstrating a general strategy for improving the activity of transition metal sites with active ligands beyond the incorporation of metal cations to form double-layered hydroxides.

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
和花花完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
小y扬土完成签到,获得积分10
2秒前
奇怪的铁柱大人完成签到,获得积分10
2秒前
聪仔发布了新的文献求助10
2秒前
方勇飞完成签到,获得积分10
3秒前
清风发布了新的文献求助10
3秒前
0701发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
yyds发布了新的文献求助30
6秒前
6秒前
Fitz完成签到,获得积分10
6秒前
游一发布了新的文献求助10
7秒前
慕青应助seanx采纳,获得10
7秒前
7秒前
雨中小王应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得30
7秒前
8秒前
雨中小王应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
不配.应助科研通管家采纳,获得200
8秒前
李健应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
上官若男应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
Orange应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
SciGPT应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
852应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
香蕉觅云应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
BowieHuang应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
8秒前
8秒前
8秒前
8秒前
Pendragon发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
9秒前
魔法少女猪壮壮完成签到,获得积分10
9秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
10秒前
星期五完成签到,获得积分10
11秒前
阁主完成签到,获得积分10
12秒前
传奇3应助dd采纳,获得10
12秒前
乐乐应助汤婆婆采纳,获得10
13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
Encyclopedia of Agriculture and Food Systems Third Edition 2000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 临床微生物学程序手册,多卷,第5版 2000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] | NHBS Field Guides & Natural History 1500
The Victim–Offender Overlap During the Global Pandemic: A Comparative Study Across Western and Non-Western Countries 1000
King Tyrant 720
T/CIET 1631—2025《构网型柔性直流输电技术应用指南》 500
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 5594267
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4679962
关于积分的说明 14812493
捐赠科研通 4646674
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2534851
邀请新用户注册赠送积分活动 1502831
关于科研通互助平台的介绍 1469497