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
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
科研通AI6应助洁净雨采纳,获得10
刚刚
Iris完成签到,获得积分10
刚刚
等等有力气完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
兜兜发布了新的文献求助10
1秒前
Yuuuan完成签到,获得积分10
1秒前
刘家成发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
2秒前
3秒前
aldeheby应助闷声发采纳,获得10
4秒前
ljy1111发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
4秒前
泅渡完成签到,获得积分20
5秒前
vigor完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
6秒前
逗逗发布了新的文献求助10
6秒前
orixero应助Iris采纳,获得10
6秒前
6秒前
鹅鹅完成签到 ,获得积分10
6秒前
hard完成签到,获得积分10
7秒前
CocoGabrielle完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
的奖学金喜欢喜欢大呼小叫难受完成签到 ,获得积分10
8秒前
ABC的FGH发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
思源应助韩妙采纳,获得10
8秒前
研友_8yN60L完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
9秒前
9秒前
子晏发布了新的文献求助10
10秒前
wuyoucaoxin完成签到,获得积分10
11秒前
直率初露发布了新的文献求助10
11秒前
yc发布了新的文献求助10
12秒前
科研通AI2S应助lidd采纳,获得10
12秒前
fff完成签到,获得积分10
12秒前
平淡惋清发布了新的文献求助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
《药学类医疗服务价格项目立项指南(征求意见稿)》 880
Stop Talking About Wellbeing: A Pragmatic Approach to Teacher Workload 800
花の香りの秘密―遺伝子情報から機能性まで 800
3rd Edition Group Dynamics in Exercise and Sport Psychology New Perspectives Edited By Mark R. Beauchamp, Mark Eys Copyright 2025 600
1st Edition Sports Rehabilitation and Training Multidisciplinary Perspectives By Richard Moss, Adam Gledhill 600
Terminologia Embryologica 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 5618526
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4703500
关于积分的说明 14922583
捐赠科研通 4757805
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2550140
邀请新用户注册赠送积分活动 1512973
关于科研通互助平台的介绍 1474342