亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整的填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Tailoring Octahedron-Tetrahedron Synergism in Spinel Catalysts for Acidic Water Electrolysis

化学 过电位 尖晶石 析氧 电解水 催化作用 密度泛函理论 分解水 八面体 电解 无机化学 物理化学 电化学 结晶学 电极 电解质 计算化学 晶体结构 材料科学 冶金 生物化学 光催化
作者
Mengtian Huo,Hao Sun,Zhao Jin,Wei Liu,Yu Liang,Jing‐yao Liu,Changpeng Liu,Zihao Xing,Yang Yang,Jinfa Chang
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/jacs.5c00665
摘要

The instability issues of oxide-based electrocatalysts during the oxygen evolution reaction (OER) under acidic conditions, caused by the oxidation and dissolution of the catalysts along with the current-capacitance effect, constrain their application in proton exchange membrane water electrolysis (PEMWE). To address these challenges, we tailored the spinel structure of Co3O4 and exploited the synergism between the tetrahedron and octahedron sites by partially substituting Co with Ni and Ru (denoted as NiRuCoOx), respectively. Such a catalyst design creates a Ru-O-Ni electronic coupling effect, facilitating a direct dioxygen radical-coupled OER pathway. Density-functional theory (DFT) calculations and in situ Raman spectroscopy results confirm that Ru is the active site in the diatomic oxygen mechanism while Ni stabilizes lattice oxygen and the Ru-O bonding. The designed NiRuCoOx catalyst exhibits an exceptionally low overpotential of 166 mV to achieve a current density of 10 mA cm-2. Moreover, when serving as the anode in PEMWE, the NiRuCoOx requires 1.72 V to reach a current density of 3A cm-2, meeting the 2026 target set by the U.S. Department of Energy (DOE: 1.8 V@3A cm-2). The PEMWE device can operate stably for more than 1500 h with a significantly reduced performance decay rate of 0.025 mV h-1 compared to commercial RuO2 (2.13 mV h-1). This work provides an efficient method for tailoring the octahedron-tetrahedron sites of spinel Co3O4, which significantly improves the activity and stability of PEMWE.
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
9秒前
默默纲完成签到,获得积分10
22秒前
满意的伊完成签到,获得积分10
35秒前
可爱的函函应助liudy采纳,获得10
36秒前
梅杰发布了新的文献求助10
53秒前
小新小新完成签到 ,获得积分10
56秒前
梅杰完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
simitundeins应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
zxq1996完成签到 ,获得积分10
1分钟前
不想改格式了完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
liudy发布了新的文献求助10
1分钟前
jzm完成签到,获得积分10
2分钟前
谢谢sang发布了新的文献求助10
2分钟前
2分钟前
兼听则明发布了新的文献求助30
3分钟前
3分钟前
3分钟前
是张张啊完成签到,获得积分10
4分钟前
烟花应助心灵美草丛采纳,获得10
4分钟前
4分钟前
4分钟前
4分钟前
caronnot发布了新的文献求助10
4分钟前
caronnot完成签到,获得积分10
4分钟前
5分钟前
充电宝应助莫妮卡.宾采纳,获得10
5分钟前
chiyudoubao发布了新的文献求助30
5分钟前
5分钟前
5分钟前
5分钟前
simitundeins应助科研通管家采纳,获得10
5分钟前
莫妮卡.宾发布了新的文献求助10
5分钟前
5分钟前
英姑应助舒适的丹雪采纳,获得10
5分钟前
6分钟前
6分钟前
Lucas应助阿比盖尔采纳,获得10
7分钟前
高分求助中
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 4000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Ensartinib (Ensacove) for Non-Small Cell Lung Cancer 1000
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 1000
Unseen Mendieta: The Unpublished Works of Ana Mendieta 1000
El viaje de una vida: Memorias de María Lecea 800
Luis Lacasa - Sobre esto y aquello 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 量子力学 光电子学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3521536
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3102885
关于积分的说明 9261754
捐赠科研通 2799034
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1536357
邀请新用户注册赠送积分活动 714778
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 708462