Chromium Promotes Phase Transformation to Active Oxyhydroxide for Efficient Oxygen Evolution

析氧 氧气 转化(遗传学) 催化作用 相(物质) 化学 化学工程 材料科学 物理化学 有机化学 工程类 基因 生物化学 电极 电化学
作者
Yong Wang,Sijia Liu,Yunpu Qin,Yongzhi Zhao,Luan Liu,Di Zhang,Jianfang Liu,Yadong Liu,Aimin Chu,Haoyang Wu,Baorui Jia,Xuanhui Qu,Hao Li,Mingli Qin
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:: 13759-13767 被引量:2
标识
DOI:10.1021/acscatal.4c03974
摘要

The oxygen evolution reaction (OER) is crucial for renewable energy technologies like metal–air batteries and water splitting. However, it suffers from sluggish kinetics, necessitating a high-activity and stable catalyst. In this study, we used Density Functional Theory (DFT) calculations to demonstrate that Cr doping favors the phase transition of metal (Fe, Co, Ni) hydroxide to the active phase oxyhydroxide. We synthesized FeCoNiCr hydroxide using an aqueous sol–gel method, ensuring that the four elements Fe, Co, Ni, and Cr are uniformly distributed at the atomic level. As an OER catalyst, FeCoNiCr hydroxide exhibits a very low overpotential of 224 mV in alkaline media, which is 52 mV lower than that of FeCoNi hydroxide, placing it among the best nonprecious metal catalysts reported so far. Additionally, it demonstrates long-term catalytic stability of 150 h. An assembled Zn-Air battery with FeCoNiCr hydroxides was cycled stably for 160 h with a low discharge/charge voltage difference of 0.70 V. DFT calculations and microkinetic modeling demonstrated that Cr doping significantly optimized the adsorption energies of OER intermediates at the Ni and Co sites, thereby enhancing overall OER activity. Bader charge calculations further revealed that Ni and Co in the catalysts consistently maintained a +3 valence throughout the OER process, which is beneficial for OER catalysis.
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
脑洞疼应助Yy采纳,获得10
刚刚
研友_VZG7GZ应助典雅的俊驰采纳,获得10
1秒前
熊熊完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
迅速的皮皮虾完成签到,获得积分10
1秒前
Ruoyu完成签到,获得积分10
2秒前
DQ完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
4秒前
5秒前
5秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
星星完成签到,获得积分10
6秒前
Dskelf完成签到,获得积分10
6秒前
无花果应助故意的访云采纳,获得10
6秒前
6秒前
7秒前
Akim应助jase采纳,获得10
7秒前
7秒前
Jouleken完成签到,获得积分10
7秒前
博修发布了新的文献求助10
8秒前
LI完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
tree发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
乐乐应助rengar采纳,获得10
9秒前
orixero应助年年采纳,获得10
9秒前
青词完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
11秒前
卡齐娜发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
猪猪hero发布了新的文献求助10
11秒前
pcr发布了新的文献求助10
11秒前
Li发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
yyy发布了新的文献求助10
12秒前
解天问完成签到 ,获得积分10
12秒前
131343完成签到,获得积分10
12秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Handbook of Marine Craft Hydrodynamics and Motion Control, 2nd Edition 500
‘Unruly’ Children: Historical Fieldnotes and Learning Morality in a Taiwan Village (New Departures in Anthropology) 400
Indomethacinのヒトにおける経皮吸収 400
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 350
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 320
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 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3987223
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3529513
关于积分的说明 11245651
捐赠科研通 3268108
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1804027
邀请新用户注册赠送积分活动 881303
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 808650