Identifying Key Structural Features of IrOx Water Splitting Catalysts

化学 钥匙(锁) 催化作用 分解水 结晶学 纳米技术 有机化学 生态学 光催化 生物 材料科学
作者
Elena Willinger,Cyriac Massué,Robert Schlögl,Marc‐Georg Willinger
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:139 (34): 12093-12101 被引量:194
标识
DOI:10.1021/jacs.7b07079
摘要

Hydrogen production by electrocatalytic water splitting will play a key role in the realization of a sustainable energy supply. Owing to their relatively high stability and activity, iridium (hydr)oxides have been identified as the most promising catalysts for the oxidation of water. Comprehensive spectroscopic and theoretical studies on the basis of rutile IrO2 have provided insight about the electronic structure of the active X-ray amorphous phase. However, due to the absence of long-range order and missing information about the local arrangement of structural units, our present understanding of the active phase is very unsatisfying. In this work, using a combination of real-space atomic scale imaging with atomic pair distribution function analysis and local measurements of the electronic structure, we identify key structural motifs that are associated with high water splitting activity. Comparison of two X-ray amorphous phases with distinctively different electrocatalytic performance reveals that high activity is linked to the ratio between corner- and edge-sharing IrO6 octahedra. We show that the active and stable phase consists of single unit cell sized hollandite-like structural domains that are cross-linked through undercoordinated oxygen/iridium atoms. In the less active phase, the presence of the rutile phase structural motif results in a faster structural collapse and deactivation. The presented results provide insight into the structure–activity relationship and promote a rational synthesis of X-ray amorphous IrOx hydroxides that contain a favorable arrangement of structural units for improved performance in catalytic water splitting.

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
刚刚
2秒前
gsokok完成签到,获得积分10
2秒前
5秒前
翰飞寰宇完成签到 ,获得积分10
6秒前
你好纠结伦完成签到,获得积分10
6秒前
大布丁发布了新的文献求助10
10秒前
12秒前
标致的满天完成签到 ,获得积分10
13秒前
直率若烟完成签到 ,获得积分10
15秒前
记上没文献了完成签到 ,获得积分10
15秒前
陈A完成签到 ,获得积分10
19秒前
养花低手完成签到 ,获得积分10
31秒前
爆米花应助tanjuan采纳,获得10
31秒前
35秒前
高兴薯片完成签到 ,获得积分10
36秒前
Ryan完成签到 ,获得积分10
36秒前
异烟肼完成签到 ,获得积分10
40秒前
tmobiusx完成签到,获得积分10
44秒前
MRJJJJ完成签到,获得积分10
44秒前
wkh完成签到 ,获得积分10
44秒前
科研通AI2S应助斯文的傲珊采纳,获得10
44秒前
泥嚎完成签到,获得积分10
45秒前
爱我不上火完成签到 ,获得积分10
48秒前
dream完成签到 ,获得积分10
49秒前
NexusExplorer应助科研通管家采纳,获得10
51秒前
56秒前
feiyafei完成签到 ,获得积分10
59秒前
斯文的傲珊完成签到,获得积分10
59秒前
tanjuan发布了新的文献求助10
1分钟前
奋斗的妙海完成签到 ,获得积分0
1分钟前
cqnuly完成签到,获得积分10
1分钟前
otto12306完成签到,获得积分10
1分钟前
木卫二完成签到 ,获得积分10
1分钟前
呆橘完成签到 ,获得积分10
1分钟前
靓丽的山蝶完成签到 ,获得积分10
1分钟前
星先生完成签到 ,获得积分10
1分钟前
gp完成签到,获得积分10
1分钟前
潇洒莞完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Amon完成签到 ,获得积分10
1分钟前
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
Introduction to Helicopter and Tiltrotor Flight Simulation, Second Edition 2500
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Malcolm Fraser : a biography 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Software that combines deep learning,3D reconstruction and CFD to analyze the state of carotid arteries from ultrasound imaging 600
Bounds for Statistical Estimation in Semiparametric Models 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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6497644
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8293728
关于积分的说明 17696139
捐赠科研通 5593326
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2917419
邀请新用户注册赠送积分活动 1894351
关于科研通互助平台的介绍 1754749