Modulating the electronic structure of NiFe hydroxide by Zr doping enables industrial-grade current densities for water oxidation

过电位 塔菲尔方程 析氧 氢氧化物 电子转移 催化作用 分解水 价(化学) 密度泛函理论 材料科学 化学工程 电子结构 无机化学 化学 纳米技术 物理化学 电化学 电极 计算化学 工程类 光催化 生物化学 有机化学
作者
Rui Zhao,Shuai Xu,Dongyu Liu,Liting Wei,Suyi Yang,Xueli Yan,Yubin Chen,Zhaohui Zhou,Jinzhan Su,Liejin Guo,Clemens Burda
出处
期刊:Applied Catalysis B-environmental [Elsevier BV]
卷期号:338: 123027-123027 被引量:75
标识
DOI:10.1016/j.apcatb.2023.123027
摘要

NiFe layered double hydroxide (LDH) is a non-noble benchmark catalyst for oxygen evolution reaction (OER). However, the mechanism of enhancing catalytic activities via incorporating foreign elements is still not resolved. Herein, we modulate the electronic structure of NiFe LDH by introducing high-valence Zr4+ to synergistically improve catalytic activity. NiFeZr LDH requires overpotential of only 182 mV at 10 mA cm−2 with Tafel slope of 38.6 mV dec−1. Impressively, it delivers 2000 mA cm−2 at only 314 mV and has robust durability over 750 h. Operational Raman analysis reveals that the electron transfer after incorporating Zr4+ inhibits oxidation of Ni2+ ions and restrains phase transition from active β-NiOOH to γ-NiOOH during OER process. Guided by density functional theory (DFT) computations, Zr4+ modulator promotes the rate-determining step from OH* to O* via optimizing the oxidation cycle at Fe active sites. This work provides a route for advancing electrocatalysts to meet industrial standards.
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
cxy完成签到,获得积分10
1秒前
lty完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
3秒前
Mysterious发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
科研通AI6.4的应助被wang采纳,获得10
4秒前
12121发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
可爱的函函的应助被赵小坤堃采纳,获得10
4秒前
陆程文发布了新的文献求助10
4秒前
苏小福发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
5秒前
Redinn发布了新的文献求助10
6秒前
Akiba完成签到,获得积分10
6秒前
星辰大海的应助被LI采纳,获得10
7秒前
科研小子完成签到,获得积分10
7秒前
酷波er的应助被肥波采纳,获得10
8秒前
wanci的应助被嘻嘻采纳,获得10
8秒前
Astralis发布了新的文献求助10
9秒前
gaoxiansheng完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
vary发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
10秒前
10秒前
10秒前
10秒前
10秒前
小飞完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
yanmu发布了新的文献求助10
11秒前
molihuakai的应助被add采纳,获得10
12秒前
科研通AI6.4的应助被OTW采纳,获得10
13秒前
zhikaiyici发布了新的文献求助20
13秒前
小飞发布了新的文献求助10
13秒前
小二郎的应助被郭子兴采纳,获得10
14秒前
15秒前
15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
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 1000
Электротехническая система магнитожидкостной герметизации валов регулируемых электродвигателей 800
日本語と中国語及びチベット・ビルマ語の語源関連性に関する分析 800
Practical Manual of Forensic Psychophysiology: Methodology, Execution, and Fields of Application 800
Holistic Discourse Analysis, Second Edition by Robert E. Longacre 666
The Basics of Practical Optimization, Second Edition 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 内科学 复合材料 催化作用 心理学 人工智能 细胞生物学 光电子学 无机化学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7968157
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9435336
关于积分的说明 21034649
捐赠科研通 7544499
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3372486
关于科研通互助平台的介绍 2507624
邀请新用户注册赠送积分活动 2405037