Nanoparticle Superlattices as Efficient Bifunctional Electrocatalysts for Water Splitting

双功能 分解水 析氧 化学 超晶格 电催化剂 化学工程 氧化物 催化作用 纳米技术 双功能催化剂 电化学 材料科学 光催化 电极 光电子学 物理化学 有机化学 工程类
作者
Jun Li,Yongcheng Wang,Tong Zhou,Hui Zhang,Xuhui Sun,Jing Tang,Lijuan Zhang,Abdullah M. Al‐Enizi,Zhongqin Yang,Gengfeng Zheng
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:137 (45): 14305-14312 被引量:433
标识
DOI:10.1021/jacs.5b07756
摘要

The solar-driven water splitting process is highly attractive for alternative energy utilization, while developing efficient, earth-abundant, bifunctional catalysts for both oxygen evolution reaction and hydrogen evolution reaction has remained as a major challenge. Herein, we develop an ordered CoMnO@CN superlattice structure as an efficient bifunctional water-splitting electrocatalyst, in which uniform Co-Mn oxide (CoMnO) nanoparticles are coated with a thin, continuous nitrogen-doped carbon (CN) framework. The CoMnO nanoparticles enable optimized OER activity with effective electronic structure configuration, and the CN framework serves as an excellent HER catalyst. Importantly, the ordered superlattice structure is beneficial for enhanced reactive sites, efficient charge transfer, and structural stability. This bifunctional superlattice catalyst manifests optimized current densities and electrochemical stability in overall water splitting, outperforming most of the previously reported single- or bifunctional electrocatalysts. Combining with a silicon photovoltaic cell, this CoMnO@CN superlattice bifunctional catalyst enables unassisted solar water splitting continuously for ∼5 days with a solar-to-hydrogen conversion efficiency of ∼8.0%. Our discovery suggests that these transition metal oxide-based superlattices may serve as a unique structure modality for efficient bifunctional water splitting electrocatalysts with scale-up potentials.

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
CipherSage应助weiwei在学习采纳,获得10
2秒前
打打应助ren采纳,获得10
2秒前
一颗苹果发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
可爱身影发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
3秒前
我要增肌发布了新的文献求助10
3秒前
12333发布了新的文献求助10
4秒前
SciGPT应助donny采纳,获得10
5秒前
5秒前
石头完成签到,获得积分10
5秒前
汉堡包应助11111采纳,获得10
7秒前
lsx发布了新的文献求助10
9秒前
蒋鑫淼完成签到,获得积分10
9秒前
LPVV发布了新的文献求助10
10秒前
酷波er应助动听健柏采纳,获得10
10秒前
donny完成签到,获得积分10
10秒前
zys完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
可爱身影完成签到,获得积分10
14秒前
donny发布了新的文献求助10
16秒前
CodeCraft应助yu采纳,获得10
16秒前
科研通AI6.4应助流沙采纳,获得10
16秒前
adcffgg应助Qiangzai采纳,获得10
17秒前
17秒前
18秒前
science发布了新的文献求助10
18秒前
科研通AI6.4应助我要增肌采纳,获得10
19秒前
20秒前
香蕉觅云应助rdh采纳,获得10
20秒前
21秒前
Jonathan发布了新的文献求助10
21秒前
21秒前
zhaoweijava2019完成签到 ,获得积分10
22秒前
英姑应助DamonChen采纳,获得10
22秒前
Lafin_yu完成签到,获得积分10
22秒前
22秒前
LaiX发布了新的文献求助10
22秒前
风雪雅尘完成签到 ,获得积分10
22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
HYDROLYSE ACIDE DE QUELQUES DIOXASPIROCYCLANES 1314
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 700
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 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 7743977
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9292112
关于积分的说明 20210723
捐赠科研通 7322703
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3307528
关于科研通互助平台的介绍 2459362
邀请新用户注册赠送积分活动 2318348