Single‐Atom Doping and High‐Valence State for Synergistic Enhancement of NiO Electrocatalytic Water Oxidation

过电位 分解水 材料科学 非阻塞I/O 析氧 价(化学) 拉曼光谱 纳米颗粒 兴奋剂 X射线吸收精细结构 吸附 电化学 催化作用 分析化学(期刊) 电极 纳米技术 化学 物理化学 光电子学 光谱学 物理 光学 光催化 有机化学 量子力学 生物化学 色谱法
作者
Meng Liu,Yujin Ji,Youyong Li,Pengfei An,Jing Zhang,Junqing Yan,Shengzhong Liu
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:17 (36) 被引量:52
标识
DOI:10.1002/smll.202102448
摘要

Abstract The NiO‐based electrocatalytic oxygen evolution reaction (OER) of water splitting is recognized as a promising approach to produce clean H 2 fuel. However, the OER performance is still low, and especially, the overpotential is larger than 200 mV at the current density of 10 mA cm −2 . Herein, an Ir@IrNiO sample is prepared with single‐atom (SA) Ir 4+ doping and surface metallic Ir nanoparticles loaded onto the NiO. Owing to the bonding of the loaded Ir with surface‐exposed Ni 2+ , the nearby Ni atoms exist in the + 3 valence state, that is, the surface‐loaded Ir particles behave like a stabilizer for the Ni 3+ sites. Under the synergistic effect of SA Ir 4+ and high‐valance‐state Ni 3+ , the Ir@IrNiO nanostructure effectively reduces the overpotential to 195 mV at a current density of 10 mA cm −2 . Moreover, it gives an Ir‐content‐normalized current density of 0.0457 A mg Ir −1 , 72.1 times higher than that of the best commercialized IrO 2 (6.33 × 10 −4 A mg Ir −1 ), under the condition of 1.5 V versus reversible hydrogen electrode. Operando Raman and X‐ray absorption fine‐structure (XAFS) measurements reveal that there are more surface‐active species of Ni 3+ , which adsorb and activate water molecules to form Ni 3+ –*OH at low voltage, the intermediate of Ni 4+ –•O is then formed at a relatively high bias voltage, and then the •O is transferred to the SA Ir 4+ sites to generate Ir 4+ –O–O with OH at increased voltage. This work can help design more SA‐based highly active OER materials.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

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
深情安青应助贪玩的笑阳采纳,获得10
1秒前
1秒前
慕青应助典雅觅海采纳,获得10
2秒前
2秒前
研团子完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
时尚的煎蛋完成签到,获得积分10
3秒前
有Data发Paper完成签到,获得积分10
4秒前
kk完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
64658应助kuangweiming采纳,获得20
5秒前
很久很久完成签到,获得积分10
5秒前
飘逸冷珍完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
上官若男应助清樾采纳,获得10
6秒前
6秒前
追风发布了新的文献求助10
6秒前
浮游应助scale采纳,获得10
6秒前
朴素阁完成签到 ,获得积分10
6秒前
陈美宏发布了新的文献求助10
6秒前
希望天下0贩的0应助粒粒采纳,获得10
6秒前
7秒前
whyme发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
7秒前
9秒前
无奈凉面发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
10秒前
cocolu发布了新的文献求助10
10秒前
bai关闭了bai文献求助
11秒前
12秒前
ee4455完成签到 ,获得积分10
12秒前
13秒前
13秒前
haha111发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
13秒前
慕青应助feng采纳,获得10
14秒前
六花完成签到,获得积分10
14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
Manipulating the Mouse Embryo: A Laboratory Manual, Fourth Edition 1000
Determination of the boron concentration in diamond using optical spectroscopy 600
Founding Fathers The Shaping of America 500
Handbook of Organizational Communication: An Interdisciplinary Perspective 400
Research Handbook on Law and Political Economy Second Edition 398
March's Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 催化作用 遗传学 冶金 电极 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4558607
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3985544
关于积分的说明 12339263
捐赠科研通 3656005
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2014096
邀请新用户注册赠送积分活动 1048954
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 937316