Stable and active NiFeW layered double hydroxide for enhanced electrocatalytic oxygen evolution reaction

过电位 析氧 塔菲尔方程 氢氧化物 电化学 催化作用 X射线光电子能谱 分解水 化学 层状双氢氧化物 电解质 水滑石 无机化学 化学工程 材料科学 电极 有机化学 物理化学 工程类 光催化
作者
Pengfei Guo,Yang Yang,Wenjie Wang,Bing Zhu,Weitao Wang,Zhongyu Wang,Junlei Wang,Kuan Wang,Zhen‐Hong He,Zhao‐Tie Liu
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:426: 130768-130768 被引量:68
标识
DOI:10.1016/j.cej.2021.130768
摘要

The electrocatalytic oxygen evolution reaction (OER) requires stable, highly active, and robust earth-abundant electrocatalysts. In the present study, we combine theoretical simulations with experimental approaches to design and synthesize NiFeW layered double hydroxide (LDH) for efficient OER in alkaline electrolytes. Density functional theory with the Hubbard U (DFT + U) calculations suggests that W, a high-valence metal, can improve the catalytic activity of Fe sites and optimize adsorption energies for OER intermediates at the surface of NiFeW LDH. Electrochemical measurements of the as-synthesized NiFeW LDH with a constant mass loading reveals that the LDH with the NiFeW molar ratio of 4:1:1 presented the highest intrinsic OER activity among all bi- and trimetallic LDH catalysts in this study. Furthermore, the nanostructures with the optimal active metal molar ratio are in situ grown on hydrophilic-treated carbon paper to fabricate an integrated 3D electrode with an overpotential of 248 mV at the catalytic current density of 20 mA cm−2 and a low Tafel slope of 68 mV dec−1 in 1.0 M KOH solution. This indicates that NiFeW LDH is among the most active NiFe-based OER electrocatalysts reported to date. X-ray photoelectron spectroscopy and elemental analysis confirm that the optimized Ni Fe W LDH presents a stable chemical composition and Ni, Fe, and W are still present in the catalyst after alkaline OER measurements. These findings offer new insights and avenues for the future design and study of stable and active multi-metal-based OER electrocatalysts.

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
微笑高山发布了新的文献求助10
1秒前
尤萨发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
杳杳发布了新的文献求助10
3秒前
dxftx发布了新的文献求助10
3秒前
alin发布了新的文献求助10
4秒前
小蝶发布了新的文献求助10
4秒前
科研通AI6.1应助itsserene采纳,获得30
4秒前
远荒完成签到,获得积分10
4秒前
无极微光应助chuting采纳,获得20
5秒前
5秒前
6秒前
福卡发布了新的文献求助10
6秒前
尤萨完成签到,获得积分10
7秒前
Hello应助huiiiii采纳,获得10
7秒前
8秒前
充电宝应助乐乐采纳,获得10
8秒前
希望天下0贩的0应助小蝶采纳,获得10
8秒前
乐乐应助dxftx采纳,获得10
8秒前
zyy发布了新的文献求助10
9秒前
研友_VZG7GZ应助香香采纳,获得10
10秒前
Raza完成签到,获得积分10
10秒前
gggghhhh发布了新的文献求助10
11秒前
ycyang发布了新的文献求助30
11秒前
yhmi0809发布了新的文献求助10
12秒前
无极微光应助威武的映真采纳,获得20
12秒前
16秒前
17秒前
可爱的函函应助alin采纳,获得10
18秒前
Sophie完成签到,获得积分10
20秒前
熊熊发布了新的文献求助10
22秒前
有趣的桃发布了新的文献求助10
23秒前
yubo发布了新的文献求助10
26秒前
26秒前
28秒前
大力的灵雁应助zyy采纳,获得10
29秒前
英姑应助zyy采纳,获得10
29秒前
科目三应助zyy采纳,获得10
29秒前
傅ruoyu发布了新的文献求助10
30秒前
Lucky完成签到,获得积分10
31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
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
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 6025170
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7660392
关于积分的说明 16178481
捐赠科研通 5173325
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2768143
邀请新用户注册赠送积分活动 1751567
关于科研通互助平台的介绍 1637648