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
刚刚
科研通AI6.4应助维尼采纳,获得10
刚刚
风轻完成签到,获得积分10
1秒前
刘畅发布了新的文献求助10
1秒前
lyz完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
2秒前
2秒前
小化发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
yy完成签到,获得积分10
2秒前
小二郎应助zhangxueqing采纳,获得10
2秒前
打打岔完成签到,获得积分10
2秒前
温暖砖头完成签到,获得积分10
3秒前
清爽映之发布了新的文献求助10
3秒前
隐形曼青应助pwww采纳,获得10
4秒前
orixero应助Zzz采纳,获得10
4秒前
4秒前
小蘑菇应助张艺兴的咩咩采纳,获得10
4秒前
5秒前
Mr.Ren发布了新的文献求助10
5秒前
moon完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
核桃发布了新的文献求助10
6秒前
隐形曼青应助从容桐采纳,获得30
6秒前
温暖砖头发布了新的文献求助10
6秒前
岁岁关注了科研通微信公众号
7秒前
万能图书馆应助酷酷断缘采纳,获得10
7秒前
天涯茗玥发布了新的文献求助20
8秒前
lianyang发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
烟花应助xiaoxiao采纳,获得10
9秒前
乐观囧完成签到,获得积分10
9秒前
星空物语发布了新的文献求助10
9秒前
whggh王完成签到,获得积分10
9秒前
Reef发布了新的文献求助10
9秒前
王木木完成签到,获得积分10
10秒前
吃饱了就晒太阳完成签到,获得积分10
10秒前
wanci应助学术大拿采纳,获得10
10秒前
10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
HYDROLYSE ACIDE DE QUELQUES DIOXASPIROCYCLANES 1000
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 600
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7741180
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9289780
关于积分的说明 20197169
捐赠科研通 7319430
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3306587
关于科研通互助平台的介绍 2458908
邀请新用户注册赠送积分活动 2316982