Electron Delocalization of Au Nanoclusters Triggered by Fe Single Atoms Boosts Alkaline Overall Water Splitting

纳米团簇 双功能 分解水 析氧 材料科学 离域电子 电化学 催化作用 Atom(片上系统) 化学物理 纳米技术 电极 物理化学 化学 生物化学 有机化学 光催化 计算机科学 嵌入式系统
作者
Yuanqing Sun,Jiaqing Luo,Manxue Zhang,Jun Li,Jingkun Yu,Siyu Lu,Weiyu Song,Yuechang Wei,Zhenxing Li,Jian Liu
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:15 (8): 10696-10708 被引量:16
标识
DOI:10.1021/acsami.2c21390
摘要

The rational design and in-depth understanding of the structure-activity relationship (SAR) of hydrogen and oxygen evolution reaction (HER and OER) bifunctional electrocatalysts are vital to decreasing the energy consumption of hydrogen production by electrochemical water splitting. Herein, we report an inducing electron delocalization method where Fe single atoms as inducers are used to regulate the electron structure of Au nanoclusters by the M-Nx-C substrate to acquire satisfactory intrinsic HER activity. Meanwhile, Fe single atoms also serve as efficient OER active sites to construct bifunctional electrocatalysts. On account of the strong synergistic effect between Au nanoclusters and Fe single atoms, the hybrid catalyst Au-Fe1NC/NF performs an outstanding alkaline HER and OER activity. Only 35.6 mV, 246 mV, and 1.52 V are needed to reach 10 mA cm-2 for alkaline HER, OER, and two-electrode electrolytic cells, respectively. In addition, the bifunctional electrocatalysts also display excellent electrochemical stability. DFT calculations demonstrate that the strong synergistic effect can enhance the O-H bond activation ability of Au nanoclusters and upshift the d-band center of the Fe single atom to promote alkaline electrocatalytic water splitting. The strong synergistic effect is proven to arise from the electron delocalization of Au nanoclusters triggered by Fe single atoms.
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
科研通AI2S应助烤肠采纳,获得10
刚刚
3秒前
4秒前
tanglu发布了新的文献求助10
4秒前
Michael完成签到,获得积分10
7秒前
9秒前
乐仔发布了新的文献求助10
9秒前
tanglu完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
cqyyy完成签到 ,获得积分10
11秒前
12秒前
12秒前
13秒前
李爱国应助蘑菇腿采纳,获得10
14秒前
15秒前
16秒前
乐仔完成签到,获得积分10
16秒前
关山月发布了新的文献求助10
18秒前
Akim应助娟娟采纳,获得10
19秒前
20秒前
20秒前
22秒前
Bing Yan完成签到,获得积分10
23秒前
FashionBoy应助淡定小蜜蜂采纳,获得10
23秒前
张半首发布了新的文献求助10
25秒前
Passskd发布了新的文献求助10
26秒前
26秒前
27秒前
28秒前
29秒前
迅速的幻雪完成签到,获得积分20
29秒前
研友_VZG7GZ应助了又柳采纳,获得10
30秒前
蘑菇腿发布了新的文献求助10
30秒前
星星完成签到,获得积分10
31秒前
33秒前
34秒前
隐形曼青应助Passskd采纳,获得10
35秒前
35秒前
37秒前
完美世界应助黙宇循光采纳,获得10
38秒前
高分求助中
Evolution 10000
ISSN 2159-8274 EISSN 2159-8290 1000
Becoming: An Introduction to Jung's Concept of Individuation 600
Ore genesis in the Zambian Copperbelt with particular reference to the northern sector of the Chambishi basin 500
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
A new species of Velataspis (Hemiptera Coccoidea Diaspididae) from tea in Assam 500
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 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 3161699
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2812944
关于积分的说明 7897948
捐赠科研通 2471893
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1316222
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 631263
版权声明 602129