Mechanistically Engineered Heterojunction From Spent LFP for Efficient Oxygen Evolution Electrocatalysis

电催化剂 析氧 异质结 纳米技术 氧气 材料科学 化学 光电子学 电化学 电极 物理化学 有机化学
作者
Chang Wang,Xiangkai Kong,Lizhi Wang,Fan Yin,Fangyu Zheng,Siyi Liu,Qiangchun Liu,Quanchao Zhuang,Zhicheng Ju,Jintao Zhang
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:137 (43) 被引量:6
标识
DOI:10.1002/ange.202516122
摘要

Abstract The large‐scale retirement of LiFePO 4 (LFP) batteries demands sustainable strategies for material recovery and functional repurposing. However, the inert micrometer‐scale morphology and electronically stable lattice of spent LFP hinder its direct catalytic reuse. Herein, we present a structure‐guided strategy that upcycles spent LFP into a high‐performance oxygen evolution reaction (OER) electrocatalyst. Mild air oxidation transforms LFP into a phosphate‐rich Li 3 Fe 2 (PO 4 ) 3 (LFP(III)) framework decorated with coronal α‐Fe 2 O 3 nanodots. This reconfiguration preserves the bulk structure while achieving nanoscale surface activation. Subsequent spatially selective growth of NiO on α‐Fe 2 O 3 yields a well‐defined p‐NiO/n‐Fe 2 O 3 heterojunction, driving interfacial charge redistribution and promoting formation of catalytically active NiOOH species under operational conditions. In situ Raman and XPS analyses reveal that the heterostructure facilitates lattice oxygen participation via an accelerated lattice oxygen mechanism, while the phosphate‐rich LFP(III) matrix imparts strong electrostatic repulsion toward Cl − , effectively suppressing halide‐induced corrosion. The resulting LFP(III)/NiO catalyst achieves low overpotentials of 268 and 292 mV at 10 and 100 mA cm −2 , respectively, in chloride‐containing electrolytes, along with excellent durability. Techno‐economic analysis indicates a six‐fold improvement in cost‐efficiency over conventional recycling. This work establishes a mechanistically informed and energy‐efficient upcycling strategy that bridges battery waste management with functional catalyst design, advancing both sustainable materials chemistry and water‐splitting technologies.
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
刚刚
哭泣静丹完成签到,获得积分10
刚刚
多金多金完成签到,获得积分10
2秒前
Orange的应助被ddd采纳,获得10
2秒前
2秒前
Fu完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
2秒前
毛小驴完成签到,获得积分10
2秒前
小时完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
染尘发布了新的文献求助10
3秒前
嘤嘤怪发布了新的文献求助20
4秒前
PAN完成签到,获得积分10
4秒前
Chris学长完成签到,获得积分10
5秒前
木田发布了新的文献求助10
5秒前
苗苗完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
嘻嘻发布了新的文献求助10
5秒前
枫祭雨完成签到,获得积分10
5秒前
泽ze完成签到,获得积分10
5秒前
yang完成签到,获得积分10
5秒前
煜钧完成签到,获得积分10
6秒前
Fjun完成签到,获得积分10
6秒前
古今奇观完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
7秒前
Aifucha完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
憨憨的小于完成签到,获得积分10
7秒前
leeheeseung完成签到,获得积分10
7秒前
苏东方发布了新的文献求助10
7秒前
嘲鸫完成签到,获得积分10
7秒前
HY完成签到,获得积分10
8秒前
勤奋笙完成签到,获得积分10
8秒前
Huimin完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
碧落潮汐完成签到 ,获得积分10
9秒前
轻松香菇完成签到 ,获得积分10
9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
IRTSD: Open-Source Data and Toolset for Electromagnetic Transient Analysis of Disturbances and IBR Control Malfunctions in Transmission Systems 1000
Spec 401: Standards for Jet Fuel Facility and Equipment Commissioning and Flushing at Airports, 2026.1 (Original Issue) 1000
Spec 103: Standard for Jet Fuel Quality Control at Airports, Revision 2026.1 1000
Les Mots du discours 600
A Consideration on Use of Material Grades for Hull Structural Members Based on Fracture Toughness(Second Report) 500
AI Disclosure in Annual Reports: Evolution, Determinants, and Capital Market Participants’ Perceptions 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8108963
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9516747
关于积分的说明 21505585
捐赠科研通 7685798
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3411034
关于科研通互助平台的介绍 2538394
邀请新用户注册赠送积分活动 2450991