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
bei发布了新的文献求助10
刚刚
蓝颜完成签到,获得积分10
1秒前
haaaa完成签到,获得积分10
1秒前
JMM完成签到,获得积分10
1秒前
失眠的蚂蚁完成签到,获得积分10
1秒前
静一完成签到 ,获得积分0
3秒前
封夏岚完成签到 ,获得积分10
3秒前
春春发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
阿粹完成签到,获得积分10
4秒前
AnG发布了新的文献求助10
4秒前
大胆绿竹完成签到,获得积分10
4秒前
执着的夏天完成签到 ,获得积分10
4秒前
今天别生气完成签到,获得积分10
4秒前
所所应助fighting采纳,获得10
5秒前
咿咿100发布了新的文献求助10
5秒前
ANQ完成签到,获得积分20
7秒前
烟花应助陈sir采纳,获得10
7秒前
7秒前
lizili1999完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
甜甜若冰发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
8秒前
Ava应助mutsumi采纳,获得10
8秒前
JamesPei应助学习。。采纳,获得10
8秒前
9秒前
9秒前
朝闻道完成签到 ,获得积分10
9秒前
9秒前
Zhaobin完成签到,获得积分20
9秒前
五虎完成签到,获得积分10
9秒前
危机的夏兰完成签到,获得积分10
9秒前
彭蓬发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
拾光完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
10秒前
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
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 2500
Evidence Summary. Injection (subcutaneous):op- timal administration 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
Curating Socialism: A Handbook of International Art Exhibitions 1947-1989 530
Soil mites of the family Rhagidiidae (Actinedida: Eupodoidea). Morphology, Systematics, Ecology 520
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 7469920
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9065030
关于积分的说明 19326695
捐赠科研通 7090101
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3245474
关于科研通互助平台的介绍 2414141
邀请新用户注册赠送积分活动 2230348