Harnessing the Extracellular Electron Transfer Capability of Geobacter sulfurreducens for Ambient Synthesis of Stable Bifunctional Single‐Atom Electrocatalyst for Water Splitting

硫化地杆菌 电催化剂 双功能 电子转移 双金属片 材料科学 分解水 氨生产 化学工程 吸附 催化作用 金属 电化学 物理化学 化学 电极 生物膜 有机化学 生物 工程类 光催化 冶金 遗传学 细菌
作者
Srikanth Pedireddy,Rodrigo Jimenez‐Sandoval,Mahesh Kumar Ravva,Chandrani Nayak,Dalaver H. Anjum,S. N. Jha,Krishna P. Katuri,Pascal E. Saikaly
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:31 (22) 被引量:10
标识
DOI:10.1002/adfm.202010916
摘要

Abstract Single‐atom metal (SA‐M) catalysts with high dispersion of active metal sites allow maximum atomic utilization. Conventional synthesis of SA‐M catalysts involves high‐temperature treatments, leading to low yield with a random distribution of atoms. Herein, a nature‐based facile method to synthesize SA‐M catalysts (M = Fe, Ir, Pt, Ru, Cu, or Pd) in a single step at ambient temperature, using the extracellular electron transfer capability of Geobacter sulfurreducens (GS), is presented. Interestingly, the SA‐M is coordinated to three nitrogen atoms adopting an MN 3 on the surface of GS. Dry samples of SA‐Ir@GS without further heat treatment show exceptionally high activity for oxygen evolution reaction when compared to benchmark IrO 2 catalyst and comparable hydrogen evolution reaction activity to commercial 10 wt% Pt/C. The SA‐Ir@GS exhibits the best water‐splitting performance compared to other SA‐M@GS, showing a low applied potential of 1.65 V to achieve 10 mA cm −2 in 1.0 M KOH with cycling over 5 h. The density functional calculations reveal that the large adsorption energy of H 2 O and moderate adsorption energies of reactants and reaction intermediates for SA‐Ir@GS favorably improve its activity. This synthesis method at room temperature provides a versatile platform for the preparation of SA‐M catalysts for various applications by merely altering the metal precursors.

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
量子星尘发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
猷鲛完成签到,获得积分10
刚刚
FashionBoy应助Wei采纳,获得10
刚刚
Dreamchaser发布了新的文献求助10
1秒前
上善若水完成签到,获得积分20
1秒前
诚心的初露完成签到,获得积分10
2秒前
11发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
十六完成签到,获得积分10
2秒前
WCM完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
啊啊啊发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
3秒前
Akali关注了科研通微信公众号
3秒前
4秒前
4秒前
lmr发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
是真的应助肖旻采纳,获得10
6秒前
7秒前
7秒前
汉堡包应助虚幻初之采纳,获得10
7秒前
7秒前
7秒前
Msure发布了新的文献求助10
7秒前
lhlhl发布了新的文献求助10
7秒前
YANG完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
eason完成签到,获得积分10
10秒前
Cope发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
小猪飞发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
12秒前
12秒前
JASDLKJAJKCBN发布了新的文献求助10
12秒前
传奇3应助don1990采纳,获得10
13秒前
muyassar完成签到,获得积分10
13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
Encyclopedia of Quaternary Science Reference Third edition 6000
Encyclopedia of Forensic and Legal Medicine Third Edition 5000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Aerospace Engineering Education During the First Century of Flight 3000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
Les Mantodea de guyane 2000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5784847
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5684004
关于积分的说明 15465575
捐赠科研通 4913804
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2644941
邀请新用户注册赠送积分活动 1592845
关于科研通互助平台的介绍 1547234