Lattice-strained metal–organic-framework arrays for bifunctional oxygen electrocatalysis

过电位 析氧 双功能 电催化剂 催化作用 材料科学 氧气 化学工程 化学 金属有机骨架 无机化学 金属 纳米技术 冶金 物理化学 电化学 电极 有机化学 吸附 工程类
作者
Weiren Cheng,Xu Zhao,Hui Su,Fumin Tang,Wei Che,Hui Zhang,Qinghua Liu
出处
期刊:Nature Energy [Nature Portfolio]
卷期号:4 (2): 115-122 被引量:1014
标识
DOI:10.1038/s41560-018-0308-8
摘要

Oxygen electrocatalysis is central to technologies such as fuel cells and electrolysers, but challenges remain due to the lack of effective earth-abundant electrocatalysts and insufficient understanding of catalytic mechanisms. Here we demonstrate that robust bifunctional oxygen reduction reaction (ORR) and oxygen evolution reaction (OER) activity can be achieved by inducing lattice strain in noble-metal-free metal–organic frameworks (MOFs). Lattice-strained NiFe MOFs exhibit mass activities of 500 A gmetal−1 at a half-wave potential of 0.83 V for the ORR and 2,000 A gmetal−1 at an overpotential of 0.30 V for the OER, which are 50–100 times that of pristine NiFe metal–organic frameworks. The catalyst maintains ~97% of its initial activity after 200 h of continuous ORR/OER reaction at a high current density of 100–200 mA cm−2. Using operando synchrotron spectroscopies, we observed a key superoxide *OOH intermediate emerging on Ni4+ sites during both the ORR and OER processes, which suggests a four-electron mechanistic pathway. Metal–organic frameworks (MOFs) are increasingly being explored as electrocatalysts for the oxygen evolution and reduction reactions, which are important processes in electrolysers and fuel cells. Here, the authors increase the activity of MOFs for these reactions by introducing strain into the lattice using UV light illumination.
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
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
Lucas应助默默的紫真采纳,获得10
1秒前
3秒前
3秒前
4秒前
雪白凌蝶完成签到,获得积分10
5秒前
昵称发布了新的文献求助10
5秒前
7秒前
万能图书馆应助丁丁采纳,获得10
9秒前
tangshijun发布了新的文献求助10
9秒前
李爱国应助卿卿采纳,获得10
9秒前
9秒前
10秒前
11秒前
浮沉完成签到 ,获得积分10
11秒前
小亮发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
九万里发布了新的文献求助20
13秒前
14秒前
14秒前
开心惜梦完成签到,获得积分10
14秒前
打打应助pediaH采纳,获得10
15秒前
15秒前
16秒前
Prof.Z发布了新的文献求助500
17秒前
谢大喵发布了新的文献求助10
17秒前
sang发布了新的文献求助10
17秒前
卡卡罗特完成签到 ,获得积分10
17秒前
18秒前
萝卜发布了新的文献求助10
19秒前
21秒前
落寞的春天完成签到,获得积分10
21秒前
比伯的小杨完成签到,获得积分10
23秒前
24秒前
jielo发布了新的文献求助10
24秒前
25秒前
Nov_shine完成签到,获得积分10
26秒前
SciGPT应助呵呵采纳,获得10
26秒前
李健应助tengjinshu采纳,获得10
27秒前
27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
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
适配Micro-LED色转换的高兼容性量子点负性光刻胶制备与工艺研究 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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7316632
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8932628
关于积分的说明 18936046
捐赠科研通 6976622
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3214079
关于科研通互助平台的介绍 2382025
邀请新用户注册赠送积分活动 2192830