Novel monoclinic ABO4 oxide with single-crystal structure as next generation electrocatalyst for oxygen evolution reaction

析氧 过电位 分解水 电催化剂 塔菲尔方程 单斜晶系 氧化物 催化作用 化学 材料科学 化学工程 无机化学 物理化学 晶体结构 结晶学 电极 电化学 冶金 生物化学 光催化 工程类
作者
Jianlin Zhang,Shipeng Geng,Ruchun Li,Qian Zhang,Yecheng Zhou,Tongwen Yu,Yi Wang,Shuqin Song,Zongping Shao
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:420: 130492-130492 被引量:14
标识
DOI:10.1016/j.cej.2021.130492
摘要

Designing highly active and stable electrocatalysts to efficiently catalyze oxygen evolution reaction (OER) plays a crucial role in hydrogen production from water splitting. Here, we develop a novel monoclinic ABO4-type metal oxide as versatile candidate for high performance OER catalysis. It has a flexible multi-metal composition and tunable structure which can rationally optimize the OER catalytic activities of ABO4-type oxide. Remarkably, the obtained single-crystal Fe0.4Co0.6W0.4Mo0.6O4 shows an excellent OER catalytic activity with an overpotential of 276.4 mV at 10 mA cm−2, as well as an ultra-low Tafel slope of 30.9 mV decade−1, which outperforms that of the state-of-the-art RuO2 electrocatalyst. Mechanism analysis by density functional theory calculations confirms that the octahedral A sites with low valence state can serve as the active sites in ABO4-type oxide for OER. In addition, faster charge transfer occurs in the low spin state of Co2+ sites (LS: t2g6eg1), in which the formation of O* from OH* as the rate-determining step in OER can be accelerated for favorable OER. More importantly, the new monoclinic ABO4-type material presented in this work is significantly different from the known spinel and perovskite oxides and may pioneer a new wave of research as efficient electrocatalysts and energy materials.

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
1秒前
雪白飞槐完成签到,获得积分10
1秒前
glu发布了新的文献求助30
1秒前
不要加糖发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
柠萌酸循环完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
然463完成签到 ,获得积分10
2秒前
3秒前
wanci应助苹果不平采纳,获得10
3秒前
3秒前
3秒前
大迷糊发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
英俊的铭应助含蓄冰彤采纳,获得10
5秒前
5秒前
只想发财发布了新的文献求助10
5秒前
xiaohuhuan完成签到,获得积分10
7秒前
mouhe发布了新的文献求助10
7秒前
1313131完成签到,获得积分10
7秒前
李嘉儿完成签到,获得积分10
8秒前
果粒橙完成签到,获得积分10
8秒前
欣喜安蕾发布了新的文献求助10
8秒前
pddl发布了新的文献求助10
8秒前
lubby发布了新的文献求助10
8秒前
白云苍狗应助小新采纳,获得10
9秒前
张张发布了新的文献求助10
9秒前
xyx发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
堀江真夏完成签到 ,获得积分10
10秒前
热情嘉懿发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
tutu完成签到,获得积分20
10秒前
123完成签到,获得积分10
10秒前
黄锐发布了新的文献求助10
10秒前
搜集达人应助YXCT采纳,获得10
11秒前
zyxb发布了新的文献求助10
13秒前
司忆完成签到 ,获得积分10
13秒前
13秒前
13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
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 5000
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 3000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Propeller Design 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
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 纳米技术 化学工程 生物化学 物理 计算机科学 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 冶金 细胞生物学 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6014986
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7590179
关于积分的说明 16147693
捐赠科研通 5162605
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2764165
邀请新用户注册赠送积分活动 1744551
关于科研通互助平台的介绍 1634608