Lateral-Size-Mediated Efficient Oxygen Evolution Reaction: Insights into the Atomically Thin Quantum Dot Structure of NiFe2O4

过电位 析氧 塔菲尔方程 量子点 材料科学 催化作用 薄膜 尖晶石 氧化物 密度泛函理论 化学工程 纳米技术 化学 物理化学 电极 电化学 计算化学 冶金 工程类 生物化学
作者
Haidong Yang,Yang Liu,Sha Luo,Ziming Zhao,Xiang Wang,Yutong Luo,Zhixiu Wang,Jun Jin,Jiantai Ma
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:7 (8): 5557-5567 被引量:184
标识
DOI:10.1021/acscatal.7b00007
摘要

The study of high-performance electrocatalysts for driving the oxygen evolution reaction (OER) is important for energy storage and conversion systems. As a representative of inverse-spinel-structured oxide catalysts, nickel ferrite (NiFe2O4) has recently gained interest because of its earth abundance and environmental friendliness. However, the gained electrocatalytic performance of NiFe2O4 for the OER is still far from the state-of-the-art requirements because of its poor reactivity and finite number of surface active sites. Here, we prepared a series of atomically thin NiFe2O4 catalysts with different lateral sizes through a mild and controllable method. We found that the atomically thin NiFe2O4 quantum dots (AT NiFe2O4 QDs) show the highest OER performance with a current density of 10 mA cm–2 at a low overpotential of 262 mV and a small Tafel slope of 37 mV decade–1. The outstanding OER performance of AT NiFe2O4 QDs is even comparable to that of commercial RuO2 catalyst, which can be attributed to its high reactivity and the high fraction of active edge sites resulting from the synergetic effect between the atomically thin thickness and the small lateral size of the atomically thin quantum dot (AT QD) structural motif. The experimental results reveal a negative correlation between lateral size and OER performance in alkaline media. Specifically speaking, the number of low-coordinated oxygen atoms increases with decreasing lateral size, and this leads to significantly more oxygen vacancies that can lower the adsorption energy of H2O, increasing the catalytic OER efficiency of AT NiFe2O4 QDs.

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
隐形曼青应助ay采纳,获得10
刚刚
活泼蓝发布了新的文献求助10
1秒前
tt完成签到,获得积分10
1秒前
火箭Lucky发布了新的文献求助10
2秒前
molihuakai完成签到,获得积分0
2秒前
4秒前
123y完成签到,获得积分10
4秒前
科研通AI6.1应助liyun采纳,获得10
4秒前
5秒前
WILD完成签到 ,获得积分10
6秒前
杰杰完成签到,获得积分10
6秒前
烤豆腐完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
focco完成签到,获得积分10
10秒前
跳跃的煜祺完成签到,获得积分10
10秒前
chen发布了新的文献求助10
10秒前
guoguo完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
发呆麻薯完成签到,获得积分20
11秒前
要减肥紫山完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
李凭中国弹箜篌完成签到,获得积分10
15秒前
绝世的容颜给LEO的求助进行了留言
15秒前
花生应助麦克尔采纳,获得10
17秒前
居易完成签到 ,获得积分10
19秒前
20秒前
勤奋平文完成签到 ,获得积分10
21秒前
21秒前
吃饺子不蘸醋应助wwyyhh采纳,获得10
24秒前
无私的砖头完成签到 ,获得积分10
25秒前
果实发布了新的文献求助10
25秒前
26秒前
hoy发布了新的文献求助10
29秒前
idea完成签到 ,获得积分10
34秒前
35秒前
语青发布了新的文献求助10
36秒前
小蘑菇应助zzz采纳,获得10
36秒前
LLLUIUI发布了新的文献求助10
37秒前
羞羞的阿飞完成签到,获得积分20
37秒前
田様应助雷桑采纳,获得10
41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
Cronologia da história de Macau 5000
咳嗽・喀痰の診療ガイドライン第2版2025 800
Petrology and Plate Tectonics 800
Electrode Potentials 550
《KNN基无铅压电陶瓷电学性能优化与物理机理研究》 500
The globalisation of real estate: the politics and practice of foreign real estate investment 500
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7009294
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8683275
关于积分的说明 18407044
捐赠科研通 6493964
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3104341
关于科研通互助平台的介绍 2173023
邀请新用户注册赠送积分活动 2080509