In Situ Formation of Nano Ni–Co Oxyhydroxide Enables Water Oxidation Electrocatalysts Durable at High Current Densities

过电位 电催化剂 析氧 纳米晶材料 材料科学 化学工程 电解 法拉第效率 催化作用 电流密度 分解水 电解质 无机化学 纳米技术 电化学 化学 电极 物理化学 物理 工程类 光催化 量子力学 生物化学
作者
Jehad Abed,Samad Ahmadi,Laura Laverdure,Ahmed Abdellah,Colin P. O’Brien,Kevin M. Cole,Pedro H. Sobrinho,David Sinton,Drew Higgins,Nicholas J. Mosey,Steven J. Thorpe,Edward H. Sargent
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:33 (45) 被引量:85
标识
DOI:10.1002/adma.202103812
摘要

Abstract The oxygen evolution reaction (OER) limits the energy efficiency of electrocatalytic systems due to the high overpotential symptomatic of poor reaction kinetics; this problem worsens over time if the performance of the OER electrocatalyst diminishes during operation. Here, a novel synthesis of nanocrystalline Ni–Co–Se using ball milling at cryogenic temperature is reported. It is discovered that, by anodizing the Ni–Co–Se structure during OER, Se ions leach out of the original structure, allowing water molecules to hydrate Ni and Co defective sites, and the nanoparticles to evolve into an active Ni–Co oxyhydroxide. This transformation is observed using operando X‐ray absorption spectroscopy, with the findings confirmed using density functional theory calculations. The resulting electrocatalyst exhibits an overpotential of 279 mV at 0.5 A cm −2 and 329 mV at 1 A cm −2 and sustained performance for 500 h. This is achieved using low mass loadings (0.36 mg cm −2 ) of cobalt. Incorporating the electrocatalyst in an anion exchange membrane water electrolyzer yields a current density of 1 A cm −2 at 1.75 V for 95 h without decay in performance. When the electrocatalyst is integrated into a CO 2 ‐to‐ethylene electrolyzer, a record‐setting full cell voltage of 3 V at current density 1 A cm −2 is achieved.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
1秒前
无奈的萝完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
2秒前
3秒前
benben应助银色的膜采纳,获得10
4秒前
yyq617569158完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
彩虹尽头的宝藏完成签到 ,获得积分10
5秒前
大大小小发布了新的文献求助10
5秒前
阳光代芙发布了新的文献求助10
5秒前
陶醉觅夏发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
波酱完成签到,获得积分20
7秒前
lixiang发布了新的文献求助10
7秒前
健那绿发布了新的文献求助10
7秒前
SUN完成签到,获得积分10
8秒前
公西香露发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
从容芮应助xzn1123采纳,获得10
8秒前
Di关闭了Di文献求助
9秒前
10秒前
乐乐应助大大小小采纳,获得10
10秒前
英俊的铭应助王珺采纳,获得10
10秒前
Ava应助dddsss采纳,获得10
11秒前
12秒前
12秒前
sdf完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
呀呀呀呀完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
14秒前
热情的蜗牛完成签到 ,获得积分10
15秒前
zhao完成签到,获得积分10
15秒前
llllll完成签到,获得积分10
15秒前
kk完成签到,获得积分20
16秒前
公西香露完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
LAN发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
高分求助中
Evolution 10000
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 600
Distribution Dependent Stochastic Differential Equations 500
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
A new species of Velataspis (Hemiptera Coccoidea Diaspididae) from tea in Assam 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3157277
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2808570
关于积分的说明 7877973
捐赠科研通 2467049
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1313150
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 630364
版权声明 601919