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
Pan发布了新的文献求助10
1秒前
勤劳太阳发布了新的文献求助10
1秒前
我是老大应助Echo采纳,获得20
1秒前
斯文的八宝粥完成签到,获得积分10
1秒前
medlive2020发布了新的文献求助10
2秒前
orixero应助wuwei91采纳,获得10
2秒前
杨儿完成签到,获得积分10
3秒前
科目三应助蜀勤采纳,获得10
4秒前
妙海完成签到,获得积分10
4秒前
asaso完成签到,获得积分20
4秒前
4秒前
火星豹完成签到 ,获得积分10
4秒前
5秒前
6秒前
Neoshine完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
Alex完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
8秒前
科研通AI6.3应助LL采纳,获得10
9秒前
9秒前
GPTea应助科研通管家采纳,获得20
9秒前
9秒前
上官若男应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
GPTea应助科研通管家采纳,获得20
9秒前
丘比特应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
9秒前
wanci应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
ding应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
李健应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
10秒前
aa发布了新的文献求助10
10秒前
我是老大应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
10秒前
华仔应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
10秒前
10秒前
NexusExplorer应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
SUNYAOSUNYAO发布了新的文献求助10
10秒前
小马甲应助科研通管家采纳,获得10
10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
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
模型平均及其应用 900
Nondestructive Testing Handbook: Vol. 4, Thermal and Infrared Testing (IR), 4th ed 800
Évora na Idade Média 555
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 550
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
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 7349554
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8961335
关于积分的说明 19033771
捐赠科研通 6999492
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3220773
关于科研通互助平台的介绍 2385539
邀请新用户注册赠送积分活动 2201067