Hydrogen‐Bond Regulation of the Microenvironment of Ni(II)‐Porphyrin Bifunctional Electrocatalysts for Efficient Overall Water Splitting

双功能 电催化剂 分解水 析氧 吡啶 催化作用 材料科学 电解水 卟啉 电解质 无机化学 氢键 电解 化学 光化学 电化学 物理化学 电极 有机化学 分子 光催化
作者
Yanyan Zhang,Shengtao Chen,Yuexing Zhang,Renjie Li,Bing Zhao,Tianyou Peng
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:35 (19) 被引量:74
标识
DOI:10.1002/adma.202210727
摘要

Accurately regulating the microenvironment around active sites is an important approach for boosting the overall water splitting performance of bifunctional electrocatalysts, which can drive both the oxygen evolution reaction (OER) and the hydrogen evolution reaction (HER) in the same electrolyte. Herein, pseudo-pyridine-substituted Ni(II)-porphyrins (o-NiTPyP, m-NiTPyP, and p-NiTPyP) with pseudo-pyridine N-atoms located at the ortho-, meta-, or para-position are prepared and used as model catalysts for alkaline water splitting. Experimental and theoretical results reveal that the pseudo-pyridine N-atom positions can regulate the microenvironment around the active sites and the adsorption free energy of H-donating substances by affecting the H-bonding interaction and the NNiN bond angles of active sites, and thus those pseudo-pyridine-substituted Ni(II)-porphyrins deliver better electrocatalytic activity than the Ni(II)-tetraphenylporphyrin (NiTPP) without pseudo-pyridine N-atoms. Among them, m-NiTPyP on carbon nanotubes delivers the lowest overpotentials of 267 and 138 mV at 10 mA cm-2 for the OER and HER, respectively. Specifically, m-NiTPyP as bifunctional electrocatalyst in an alkaline electrolyzer requires only 1.62 V to drive efficient overall water splitting at 10 mA cm-2 while remaining durable. This work proposes a new H-bond-regulating approach of the microenvironment of electrocatalysts for effectively boosting the overall water splitting activity and deeply understanding its related mechanism.
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
1秒前
3秒前
3秒前
4秒前
细腻晓露发布了新的文献求助10
7秒前
hsk发布了新的文献求助10
7秒前
乐瑶发布了新的文献求助10
7秒前
10秒前
易玉燕完成签到,获得积分10
10秒前
12秒前
hsk完成签到,获得积分10
13秒前
英勇真发布了新的文献求助10
15秒前
科研通AI5应助ddd采纳,获得10
15秒前
深情安青应助kiyo采纳,获得10
15秒前
领导范儿应助哭泣嵩采纳,获得10
17秒前
17秒前
科研通AI5应助fu采纳,获得10
18秒前
金源元发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
21秒前
23秒前
yu发布了新的文献求助10
23秒前
安雯完成签到,获得积分10
24秒前
25秒前
kk119完成签到,获得积分10
27秒前
乐观的颦发布了新的文献求助30
27秒前
Skuld发布了新的文献求助10
28秒前
此身越重洋完成签到,获得积分10
34秒前
Y元Y完成签到,获得积分10
35秒前
佚名完成签到 ,获得积分10
36秒前
内向的小凡完成签到,获得积分10
39秒前
zho关闭了zho文献求助
42秒前
Skuld完成签到,获得积分10
43秒前
椰子在长江送礼物应助qiu采纳,获得10
43秒前
小冰完成签到,获得积分10
45秒前
48秒前
温暖的碧蓉完成签到 ,获得积分10
51秒前
51秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
52秒前
52秒前
高分求助中
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 2000
Neuromuscular and Electrodiagnostic Medicine Board Review 1000
こんなに痛いのにどうして「なんでもない」と医者にいわれてしまうのでしょうか 510
いちばんやさしい生化学 500
Genre and Graduate-Level Research Writing 500
The First Nuclear Era: The Life and Times of a Technological Fixer 500
岡本唐貴自伝的回想画集 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3675286
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3230131
关于积分的说明 9789054
捐赠科研通 2940956
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1612290
邀请新用户注册赠送积分活动 761065
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 736596