Cation and Anion Co-doped Perovskite Nanofibers for Highly Efficient Electrocatalytic Oxygen Evolution

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作者
Zhishan Li,Kan‐Hao Xue,Jinsong Wang,Jiangang Li,Xiang Ao,Huachuan Sun,Xiaoqiang Song,Wen Lei,Yulin Cao,Chundong Wang
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:12 (37): 41259-41268 被引量:47
标识
DOI:10.1021/acsami.0c10045
摘要

Perovskite oxides have been recognized as one of the most attractive oxygen evolution reaction (OER) catalysts because of their low cost, earth abundance, and robust nature. Herein, one-dimensional porous LaFe1-xNixO3 (LFNO) perovskite oxide nanofibers (LFNO NFs) are fabricated with a feasible electrospinning route and its further post-calcination treatment. By tailoring the atomic percent of Fe and Ni in the perovskite oxide, we determined that LaFe0.25Ni0.75O3 (LFNO-III) NFs afford the best OER activity among all the prepared perovskite oxides. Especially remarkable is that the further selenide-doped LaFe0.25Ni0.75O3 (LFNOSe-III) NFs exhibit outstanding OER activity with a low overpotential of 287 mV at 10 mA cm-2 and a small Tafel slope of 87 mV dec-1 in 1 M KOH solution, markedly exceeding that of the parent perovskite oxide and the commercial RuO2. It also delivers decent durability with no significant degradation after 22 h of stability test. In the meanwhile, density functional theory calculations are also conducted to justify the optimized adsorption features of *OH, *O, and *OOH intermediates and unveil that the electrocatalytic active sites are the Ni atoms adjacent to Fe in the Ni- and Se codoped perovskite. This work provides an effective method for the development of highly efficient perovskite oxide catalysts.
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