Operando Raman Spectroscopy Reveals Cr-Induced-Phase Reconstruction of NiFe and CoFe Oxyhydroxides for Enhanced Electrocatalytic Water Oxidation

拉曼光谱 析氧 材料科学 催化作用 X射线光电子能谱 分解水 电催化剂 无定形固体 电化学 电解水 本体电解 电解质 化学工程 电解 无机化学 化学 电极 物理化学 结晶学 光学 工程类 物理 光催化 生物化学
作者
Xin Bo,Yibing Li,Xianjue Chen,Chuan Zhao
出处
期刊:Chemistry of Materials [American Chemical Society]
卷期号:32 (10): 4303-4311 被引量:143
标识
DOI:10.1021/acs.chemmater.0c01067
摘要

Nonprecious NiFe and CoFe oxyhydroxides are among the most active materials for oxygen evolution reaction (OER) in basic media. However, the phase separation in these composites during water oxidation remains a critical issue that often results in degradation of electrochemical performance and debate on the mechanism and the active intermediates. In this study, we show that the introduction of Cr can efficiently transform the crystalline multiphase NiFe and CoFe oxides/hydroxides into homogeneous amorphous nanodots with sharply reduced nanoparticle size from tens of nanometers to merely 2–3 nm. Serving as an OER catalyst, the ternary NiFeCr and CoFeCr catalysts exhibit a smaller onset potential of ∼1.51 V vs reversible hydrogen electrode (RHE) and a stable OER performance during long-term water electrolysis. The impact of Cr on the NiFe and CoFe catalysts for OER kinetics was systematically investigated by operando electrochemical Raman spectroscopy. It is found that, for the NiFeCr compound, Cr can promote the generation of a more active β-NiOOH phase than that of the NiFe composite during water oxidation. For the CoFe and CoFeCr systems, the introduction of Cr only disturbs the lattice crystallization. However, active CoOOH is spontaneously present on the surface of the composites upon making contact with KOH electrolyte, even without applying a potential. Thus, Co-based catalysts can easily achieve the "ready-to-serve" state for high-performance water oxidation without preactivation.

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
qt完成签到,获得积分10
刚刚
辉爱慧发布了新的文献求助10
刚刚
我是超人666完成签到,获得积分10
1秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
科研通AI6应助顺利的绿柏采纳,获得10
3秒前
浊酒发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
3秒前
儒雅无血发布了新的文献求助10
3秒前
小曦完成签到,获得积分10
4秒前
lhm完成签到,获得积分10
4秒前
gjz完成签到,获得积分10
4秒前
英俊书文完成签到,获得积分10
5秒前
7秒前
国服狗狗酱关注了科研通微信公众号
7秒前
7秒前
7秒前
jay发布了新的文献求助10
7秒前
9秒前
10秒前
orixero应助小泷包采纳,获得10
12秒前
alex发布了新的文献求助10
12秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
13秒前
小柴发布了新的文献求助10
13秒前
yc完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
reai完成签到,获得积分10
16秒前
18秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
18秒前
药石无医发布了新的文献求助10
18秒前
19秒前
CodeCraft应助暴躁的振家采纳,获得10
19秒前
19秒前
axiao完成签到,获得积分10
20秒前
搜集达人应助alex采纳,获得10
21秒前
21秒前
大模型应助Yxs采纳,获得10
23秒前
szhllf发布了新的文献求助10
24秒前
N2H4发布了新的文献求助10
24秒前
高分求助中
2025-2031全球及中国金刚石触媒粉行业研究及十五五规划分析报告 40000
(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
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
Les Mantodea de guyane 2000
„Semitische Wissenschaften“? 1510
从k到英国情人 1500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5753463
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5481244
关于积分的说明 15378197
捐赠科研通 4892357
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2631179
邀请新用户注册赠送积分活动 1579248
关于科研通互助平台的介绍 1535000