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]
卷期号:338: 123027-123027 被引量:69
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
落霞与孤鹜齐飞完成签到,获得积分10
1秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
1秒前
殷勤的紫槐发布了新的文献求助200
4秒前
gogogo完成签到,获得积分10
9秒前
拉长的诗蕊完成签到,获得积分10
11秒前
CJY完成签到 ,获得积分10
13秒前
科研通AI6.3应助fu采纳,获得10
14秒前
温暖的蚂蚁完成签到 ,获得积分10
14秒前
酷波er应助szp采纳,获得10
18秒前
健壮可冥完成签到 ,获得积分10
19秒前
科研通AI2S应助予秋采纳,获得10
25秒前
科研通AI2S应助予秋采纳,获得10
25秒前
科研通AI2S应助予秋采纳,获得10
25秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
25秒前
十八完成签到 ,获得积分10
26秒前
LDDLleor完成签到,获得积分10
26秒前
dazzlejj完成签到,获得积分10
27秒前
凶狠的白桃完成签到 ,获得积分10
28秒前
dmr完成签到,获得积分10
29秒前
31秒前
Chi_bio完成签到,获得积分10
32秒前
老驴拉磨完成签到 ,获得积分10
35秒前
大笨鹅之家完成签到 ,获得积分10
35秒前
Yanzhi完成签到,获得积分10
37秒前
szp发布了新的文献求助10
37秒前
40秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
42秒前
DEW发布了新的文献求助10
43秒前
tigger完成签到,获得积分10
43秒前
sun完成签到 ,获得积分10
46秒前
宁钦完成签到 ,获得积分10
47秒前
那咋办嘛完成签到 ,获得积分10
57秒前
nqterysc完成签到,获得积分10
59秒前
1分钟前
zenabia完成签到 ,获得积分0
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
DEW完成签到,获得积分20
1分钟前
小亮哈哈完成签到,获得积分10
1分钟前
Joy完成签到,获得积分10
1分钟前
姆姆没买完成签到 ,获得积分0
1分钟前
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
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
Principles of town planning : translating concepts to applications 500
Social Work and Social Welfare: An Invitation(7th Edition) 410
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6059115
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7891652
关于积分的说明 16297117
捐赠科研通 5203346
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2783941
邀请新用户注册赠送积分活动 1766619
关于科研通互助平台的介绍 1647154