Multiscale design of 3D metal–organic frameworks (M−BTC, M: Cu, Co, Ni) via PLAL enabling bifunctional electrocatalysts for robust overall water splitting

过电位 析氧 电催化剂 塔菲尔方程 金属有机骨架 分解水 双功能 电解 材料科学 化学 无机化学 碱性水电解 化学工程 电化学 物理化学 催化作用 吸附 电极 有机化学 光催化 工程类 电解质
作者
Shankar Naik Shreyanka,Jayaraman Theerthagiri,Seung Jun Lee,Yiseul Yu,Myong Yong Choi
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:446: 137045-137045 被引量:201
标识
DOI:10.1016/j.cej.2022.137045
摘要

Multiscale structural engineering of high-performance bifunctional electrocatalysts to influence hydrogen and oxygen evolution reactions (HER and OER) has a significant role in overall water splitting. Thus, we successfully designed a new strategy and synthesized transition-metal-based 3D metal–organic framework (MOF) materials having various architectures, namely, Cu–BTC, Co–BTC, and Ni–BTC, by pulsed laser ablation in dimethylformamide. The coordination between the metal and carboxylate moieties of the ligand, crystalline structure, phase purity, morphology, thermal stability, and oxidation states were illustrated using physical characterization techniques. Further, intrinsic properties of the MOF materials were studied using electrocatalytic reactions toward HER and OER in an alkaline medium. Among the synthesized MOF materials, the Co–BTC electrocatalyst showed a very low overpotential of 437 mV toward HER at a constant current density of 10 mA cm−2 in 1.0 M potassium hydroxide. The derived Tafel slope and Rct values are 115.1 mV dec−1 and 2.77 Ω cm−2, respectively. Similarly, OER studies reveal that the Co–BTC MOF showed robust activity with low overpotential of 370 mV at 10 mA cm−2. Finally, the optimal Co–BTC MOF electrode required 2.03 V of cell potential to deliver 10 mA cm−2 in a dielectrode (Co–BTC ∥ Co–BTC) electrolysis system with long-run stability. The present report reveals a new possibility for the innovation in robust HER and OER bifunctional electrocatalysts using nonprecious metallic MOF materials.
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
石董宝宝完成签到,获得积分10
2秒前
are完成签到,获得积分10
6秒前
ceeray23应助默默的巧荷采纳,获得10
7秒前
naomi完成签到 ,获得积分10
8秒前
adgcxvjj完成签到,获得积分10
13秒前
猪猪完成签到 ,获得积分10
14秒前
博慧完成签到 ,获得积分10
14秒前
XZZ完成签到 ,获得积分10
17秒前
沧海云完成签到 ,获得积分10
19秒前
20秒前
sally完成签到,获得积分10
20秒前
依依完成签到 ,获得积分10
23秒前
ROMANTIC完成签到 ,获得积分10
25秒前
木又完成签到 ,获得积分10
28秒前
zwww完成签到,获得积分10
34秒前
徐长卿完成签到 ,获得积分10
36秒前
关灯完成签到,获得积分10
37秒前
哈哈哈哈完成签到 ,获得积分10
37秒前
深情安青应助sally采纳,获得10
39秒前
Hofury完成签到 ,获得积分10
39秒前
syw完成签到,获得积分10
44秒前
LELE完成签到 ,获得积分10
44秒前
51秒前
张羊羔完成签到 ,获得积分10
54秒前
56秒前
ZC完成签到,获得积分10
57秒前
小人物完成签到 ,获得积分10
58秒前
Circle发布了新的文献求助10
1分钟前
CUREME完成签到,获得积分10
1分钟前
cyskdsn完成签到 ,获得积分10
1分钟前
居里姐姐完成签到 ,获得积分10
1分钟前
胡子完成签到,获得积分10
1分钟前
超级微笑完成签到 ,获得积分10
1分钟前
辛勤的泽洋完成签到 ,获得积分10
1分钟前
ding应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
lod完成签到,获得积分10
1分钟前
纯真的雁山完成签到,获得积分10
1分钟前
852应助轻松寄风采纳,获得10
1分钟前
无限的山水完成签到,获得积分10
1分钟前
孟寐以求完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
All the Birds of the World 4000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 3000
Animal Physiology 2000
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Am Rande der Geschichte : mein Leben in China / Ruth Weiss 1500
CENTRAL BOOKS: A BRIEF HISTORY 1939 TO 1999 by Dave Cope 1000
Machine Learning Methods in Geoscience 1000
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 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3736714
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3280670
关于积分的说明 10020241
捐赠科研通 2997394
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1644527
邀请新用户注册赠送积分活动 782060
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 749656