Utilizing reconstruction achieves ultrastable water electrolysis

电解 过电位 钼酸盐 析氧 掺杂剂 电解水 催化作用 浸出(土壤学) 塔菲尔方程 分解水 溶解 人口 化学工程 无机化学 腐蚀 电催化剂 制氢 环境科学 材料科学 冶金 化学 工程类 电极 兴奋剂 光电子学 光催化 电化学 生物化学 土壤水分 土壤科学 人口学 物理化学 社会学 电解质
作者
Yu Lin,Danji Huang,Qunlei Wen,Ruoou Yang,Bowen Chen,Yi Shen,Youwen Liu,Jiakun Fang,Huiqiao Li,Tianyou Zhai
出处
期刊:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America [National Academy of Sciences]
卷期号:121 (50) 被引量:4
标识
DOI:10.1073/pnas.2407350121
摘要

The dissolution of active atoms under operating potential will lead to a decline in their oxygen evolution reaction (OER) performance, thus preventing the current highly active catalysts from being practically applicable in industrial water electrolysis. Here, we propose a sequential leaching strategy to utilize the dynamic restructuring and enhance the chemical bond strength for highly active and stable OER. Modeling on nickel-iron sulfides (NiFe-S), we introduced and utilized foreign Mo dopant preleaching as the sacrificial agent to alleviate the oxidation corrosion of partial M─S bonds. Operando spectroscopic reveal that foreign Mo dopant leach from the matrix and then adsorb on the surface of NiFe O(S)OH as molybdate at lower OER potential. The crystal occupation hamiltonian population analysis uncovers that the charge transfer from molybdate into NiFe O(S)OH will enhance bond energy of M─S, thus preventing further S and Fe/Ni leaching. By manipulating ion leaching, the resulting active phase achieves an ultralow overpotential of 250 mV at 400 mA cm −2 and high stability of more than 3,700 h at 100 mA cm −2 . An industrial water electrolysis equipment using our catalysts delivered ultralow energy consumption of 4.30 kWh m −3 H2 and record stability over 250 h (2,300 h lifetime by epitaxial method with 10% attenuation) under a high working current of 8,000 mA. The hydrogen production cost of US$2.46/kg H2 aligns with the green hydrogen cost target set by the European Commission for the coming decade.
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
Myx完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
wanci应助BenLuo采纳,获得10
1秒前
zimo发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
2秒前
研友_VZG7GZ应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
yy应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
小李老博应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
小蘑菇应助于浩采纳,获得10
2秒前
8R60d8应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
8R60d8应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
共享精神应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
小二郎应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
3秒前
3秒前
婷婷完成签到,获得积分10
3秒前
九儿完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
111完成签到 ,获得积分10
4秒前
WELXCNK完成签到,获得积分10
5秒前
殷勤的紫槐完成签到,获得积分10
5秒前
含蓄大雁发布了新的文献求助10
6秒前
新新新新新发顶刊完成签到,获得积分10
6秒前
所所应助20240901采纳,获得10
6秒前
所所应助zimo采纳,获得10
6秒前
小破网完成签到 ,获得积分0
7秒前
LiDaYang完成签到,获得积分10
7秒前
WX发布了新的文献求助10
7秒前
要减肥冰菱完成签到,获得积分10
7秒前
科研通AI2S应助wwww采纳,获得10
7秒前
顾矜应助婷婷采纳,获得10
8秒前
Denmark发布了新的文献求助10
8秒前
鹤鸣完成签到,获得积分10
8秒前
青蛙的第二滴口水完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
科研汪完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
All the Birds of the World 4000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 3000
Musculoskeletal Pain - Market Insight, Epidemiology And Market Forecast - 2034 2000
Animal Physiology 2000
Am Rande der Geschichte : mein Leben in China / Ruth Weiss 1500
CENTRAL BOOKS: A BRIEF HISTORY 1939 TO 1999 by Dave Cope 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 3746640
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3289434
关于积分的说明 10064680
捐赠科研通 3005779
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1650416
邀请新用户注册赠送积分活动 785876
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 751335