Cluster‐Scale MoO x ‐IrO 2 Heterointerfaces Steer Dual‐Site Coupling and Interfacial Water Dynamics for Fast and Durable Oxygen Evolution

析氧 电催化剂 催化作用 分解水 化学物理 氧气 人口 离解(化学) 氢 制氢 材料科学 缩放比例 联轴节(管道) 化学 化学工程 电极 膜 异质结 标度律 纳米技术 质子交换膜燃料电池 电解水 可逆氢电极 克拉克电极 电压 多相催化 动能 无机化学
作者
Xiaozhong Zheng,Jiangxin Wang,Xinxin Shu,Xiaoyu Zhang,Bingxing Zhang,Guoqiang Zhao,Mingxia Gao,Hongge Pan,Wenping Sun
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
标识
DOI:10.1002/anie.3499419
摘要

ABSTRACT Proton exchange membrane water electrolyzers (PEMWEs) are central to renewable‐powered green hydrogen production. As the benchmark electrocatalyst for the oxygen evolution reaction (OER), conventional single‐phase IrO 2 is constrained by linear scaling relations among oxygenated intermediates, compounded by severe mass‐transport limitations and poorly regulated interfacial water structures. Here, we design a Turing‐type MoO x ‐IrO 2 heterostructure with strongly coupled cluster‐scale interfaces, which enables dual‐function Ir‐Mo synergy that breaks fundamental kinetic limitations and optimizes interfacial water structures. At the reaction pathway level, Brønsted‐acidic MoO x clusters promote water dissociation to generate reactive Mo─OH* intermediates, triggering radical coupling with adjacent Ir─O* species to form OOH* and thus circumventing the linear scaling relation. At the interfacial microenvironment level, MoO x reorganizes the rigid hydrogen‐bonding networks and increases the population of free H 2 O species, effectively alleviating concentration overpotentials under high‐current‐density operation. When integrated into a practical 25 cm 2 membrane electrode assembly, this catalyst delivers a PEMWE cell voltage of 1.71 V at 3 A cm −2 and an ultralow degradation rate of ∼9.5 µV h −1 over 1000 h, with a total platinum‐group‐metal loading of merely 0.5 mg cm −2 across both electrodes. Our dual‐modulation strategy establishes a transformative paradigm for developing low‐iridium and durable OER electrocatalysts toward practical green hydrogen production.
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
无语的成仁完成签到,获得积分10
1秒前
碧蓝梦寒完成签到,获得积分10
2秒前
奋斗小真完成签到 ,获得积分10
3秒前
充电宝的应助被Like采纳,获得30
3秒前
科研通AI6.4的应助被huang123采纳,获得30
4秒前
万能图书馆的应助被babbo采纳,获得10
4秒前
4秒前
辣椒布丁发布了新的文献求助10
5秒前
Hang发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
沫沫完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
轻松冰旋发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
8秒前
哦吼完成签到,获得积分20
10秒前
科研通AI6.2的应助被zzs采纳,获得10
12秒前
科研通AI6.2的应助被zzs采纳,获得10
12秒前
12秒前
科研通AI6.4的应助被zzs采纳,获得10
12秒前
科研通AI6.4的应助被zzs采纳,获得10
12秒前
852的应助被zzs采纳,获得10
13秒前
李爱国的应助被罗远远采纳,获得10
13秒前
科研通AI6.4的应助被Hang采纳,获得10
14秒前
海之恋心发布了新的文献求助10
15秒前
sss完成签到 ,获得积分10
15秒前
16秒前
lcyss完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
18秒前
希望天下0贩的0的应助被lcl采纳,获得10
19秒前
Hy发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
康神发布了新的文献求助10
20秒前
琰sky完成签到 ,获得积分10
21秒前
啦啦啦完成签到,获得积分10
22秒前
GT发布了新的文献求助10
22秒前
烟花的应助被wise111采纳,获得10
22秒前
华仔的应助被Sylwren采纳,获得10
22秒前
小波波波完成签到,获得积分10
23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
Les Mantodea De Guyane 2000
Narrative Disclosure and Earnings Performance: Evidence from R&D Disclosures 1050
内視鏡下経鼻経蝶形骨洞手術術後SIADHに対する予防的水制限の安全性と有効性の検討 1000
Positive Psychology 600
Problems and Solutions for Integer and Combinatorial Optimization: Building Skills in Discrete Optimization 600
Organizational Behavior 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 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 8005460
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9456586
关于积分的说明 21161860
捐赠科研通 7578206
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3382097
关于科研通互助平台的介绍 2514918
邀请新用户注册赠送积分活动 2417048