Covalency competition dominates the water oxidation structure–activity relationship on spinel oxides

尖晶石 析氧 竞赛(生物学) 八面体 催化作用 氧气 无机化学 化学工程 材料科学 化学 结晶学 物理化学 电化学 晶体结构 冶金 生态学 工程类 生物 生物化学 有机化学 电极
作者
Yuanmiao Sun,Hanbin Liao,Jiarui Wang,Bo Chen,Shengnan Sun,Samuel Jun Hoong Ong,Shibo Xi,Caozheng Diao,Yonghua Du,Jiaou Wang,Mark B. H. Breese,Shuzhou Li,Hua Zhang,Zhichuan J. Xu
出处
期刊:Nature Catalysis [Nature Portfolio]
卷期号:3 (7): 554-563 被引量:593
标识
DOI:10.1038/s41929-020-0465-6
摘要

Spinel oxides have attracted growing interest over the years for catalysing the oxygen evolution reaction (OER) due to their efficiency and cost-effectiveness, but fundamental understanding of their structure–property relationships remains elusive. Here we demonstrate that the OER activity on spinel oxides is intrinsically dominated by the covalency competition between tetrahedral and octahedral sites. The competition fabricates an asymmetric MT−O−MO backbone where the bond with weaker metal–oxygen covalency determines the exposure of cation sites and therefore the activity. Driven by this finding, a dataset with more than 300 spinel oxides is computed and used to train a machine-learning model for screening the covalency competition in spinel oxides, with a mean absolute error of 0.05 eV. [Mn]T[Al0.5Mn1.5]OO4 is predicted to be a highly active OER catalyst and subsequent experimental results confirm its superior activity. This work sets mechanistic principles of spinel oxides for water oxidation, which may be extendable to other applications. Spinel oxides have attracted interest as water oxidation catalysts due to their efficiency and cost-effectiveness. Now, the covalency competition between tetrahedral and octahedral sites is shown to dominate the OER activity on spinel oxides, and the design principle is used to predict and confirm the superior activity of [Mn]T[Al0.5Mn1.5]OO4.
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
bkagyin应助linman采纳,获得10
2秒前
haoking完成签到,获得积分10
2秒前
LBQ完成签到,获得积分10
3秒前
Nealk发布了新的文献求助10
4秒前
科研通AI6.2应助叶子采纳,获得10
5秒前
5秒前
7秒前
喜宝完成签到 ,获得积分10
8秒前
大模型应助haoking采纳,获得10
8秒前
8秒前
田様应助Nealk采纳,获得10
9秒前
9秒前
10秒前
10秒前
HUI完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
12秒前
酷炫冷卉发布了新的文献求助10
13秒前
Gina完成签到 ,获得积分10
13秒前
YYT发布了新的文献求助10
14秒前
年轻迪奥发布了新的文献求助30
14秒前
Accept2024发布了新的文献求助10
14秒前
温温完成签到,获得积分20
15秒前
16秒前
云朵0810完成签到,获得积分20
16秒前
17秒前
高高亿先发布了新的文献求助10
17秒前
心香完成签到,获得积分10
18秒前
abcaaa应助EpsDelta采纳,获得10
18秒前
SciGPT应助喜爱大白兔采纳,获得10
19秒前
Cliff0618完成签到,获得积分20
20秒前
通行证发布了新的文献求助10
21秒前
Tbo完成签到,获得积分10
21秒前
爱咋咋地完成签到,获得积分10
21秒前
hhh关闭了hhh文献求助
22秒前
dracarys发布了新的文献求助10
25秒前
我是牛马应助苹果大福采纳,获得10
25秒前
ljq完成签到,获得积分10
25秒前
斯文败类应助糖卜里卜采纳,获得10
26秒前
26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
Organic Chemistry, 5th Edition 1000
Nondestructive Testing Handbook: Vol. 4, Thermal and Infrared Testing (IR), 4th ed 800
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 590
Évora na Idade Média 555
Soil mites of the family Rhagidiidae (Actinedida: Eupodoidea). Morphology, Systematics, Ecology 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
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 7371576
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8979256
关于积分的说明 19089865
捐赠科研通 7013540
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3225088
关于科研通互助平台的介绍 2388700
邀请新用户注册赠送积分活动 2205764