Fe Single Atom Enabled Ni Dual Sites Unlock the Oxide Pathway for Efficient Oxygen Evolution

析氧 材料科学 氧化物 催化作用 Atom(片上系统) 位阻效应 氧原子 氧气 复合氧化物 工作(物理) 纳米技术 设计要素和原则 反应机理 化学物理 结晶学 机制(生物学) 电解 化学工程 电子结构 光化学 对偶(语法数字) 双重角色 反应中间体 分解水 电子效应 密度泛函理论
作者
Nanfeng Xu,Fulin Yang,Qiunan Liu,Zhang Y,Haiqing Zhou,Kazu Suenaga,Ligang Feng,Limin Guo,J Q Xu
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
标识
DOI:10.1002/aenm.71143
摘要

ABSTRACT Activating the oxide path mechanism (OPM) at Ni sites toward oxygen evolution reaction (OER) is particularly challenging due to the strict geometric and electronic requirements for * O─ * O radical coupling. Here, we designed paired Ni atom centers (Ni 2 ) and Ni 2 ‐Fe dual centers to elucidate and regulate the OER pathway. Both catalysts possess a Ni 2 (N/O) 6 moiety, while the incorporation of a neighboring Fe atom in Fe─O 4 coordination induces steric and electronic modulation. This modification enables the adjacent Ni site to couple with an * O species on the other Ni, forming Ni─O─O─Ni intermediates that unlock the OPM‐dominant behavior. Such a mechanism weakens Ni─O bonds, promotes coordination switching, and significantly lowers the reaction barriers. Benefiting from this effect, Ni 2 ‐Fe requires only 232 mV to reach 10 mA cm −2 at an ultra‐low Ni loading of 3.75 µg cm −2 , achieving a record‐high mass activity of 25780 A g −1 at 300 mV. Electrolyzer tests at 60°C further demonstrate a low operation voltage of 1.91 V at 1000 mA cm −2 and stable durability for 200 h at 200 mA cm −2 . This work establishes a single‐atom Fe modulation strategy to trigger the OPM pathway at Ni sites, providing new mechanistic insights and design principles for advanced OER electrocatalysts.
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
苏silence发布了新的文献求助10
2秒前
leapper完成签到 ,获得积分10
3秒前
zty完成签到,获得积分10
3秒前
zzz完成签到,获得积分10
3秒前
卢博成完成签到,获得积分20
5秒前
10秒前
老实幻姬完成签到,获得积分10
12秒前
zoe完成签到,获得积分10
12秒前
14秒前
seedcui完成签到,获得积分10
15秒前
栖奥发布了新的文献求助10
16秒前
IFYK完成签到,获得积分10
16秒前
AAA完成签到 ,获得积分20
17秒前
伶俐的老头完成签到,获得积分10
18秒前
seedcui发布了新的文献求助10
20秒前
math-naive完成签到,获得积分10
21秒前
Monologue完成签到,获得积分10
24秒前
默默莫莫完成签到 ,获得积分10
26秒前
Hanoi347发布了新的文献求助50
27秒前
AAngelica完成签到,获得积分10
27秒前
27秒前
小甜完成签到,获得积分10
27秒前
烟火会翻滚完成签到,获得积分10
29秒前
wbshore完成签到,获得积分10
30秒前
rita_sun1969完成签到,获得积分10
31秒前
CRUSADER发布了新的文献求助10
33秒前
栖奥完成签到,获得积分20
34秒前
是榤啊完成签到 ,获得积分10
37秒前
巴达天使完成签到,获得积分10
38秒前
ding应助苏silence采纳,获得10
40秒前
huzi完成签到,获得积分10
42秒前
王雪应助小白采纳,获得10
43秒前
kyt完成签到 ,获得积分10
44秒前
科研小白完成签到,获得积分10
44秒前
Copyright应助Lifel采纳,获得10
45秒前
WW完成签到 ,获得积分10
45秒前
IMPRESSED完成签到,获得积分10
46秒前
科研通AI6.3应助苏silence采纳,获得10
47秒前
凌蝶完成签到,获得积分10
47秒前
科目三应助Eine采纳,获得10
48秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Development of a Bridge Weigh-In-Motion System: A technology to convert the bridge response to the passage of traffic into data on vehicle configurations, speeds, times of travel and weights 1000
ズームレンズの光学設計に関する研究 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
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 7282464
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8903229
关于积分的说明 18833956
捐赠科研通 6953287
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3207556
关于科研通互助平台的介绍 2377841
邀请新用户注册赠送积分活动 2182743