Tailoring the oxygen evolution reaction activity of lanthanide-doped NiFe-LDHs through lanthanide contraction

镧系元素 镧系收缩 收缩(语法) 兴奋剂 材料科学 无机化学 氧气 化学工程 纳米技术 化学 组合化学 有机化学 离子 光电子学 内科学 工程类 医学
作者
Min Wang,Kai-Sheng Chen,Zihao Yan,Yongjun Chen,Hongtao Liu,Xiwen Du
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:496: 154059-154059 被引量:8
标识
DOI:10.1016/j.cej.2024.154059
摘要

Elemental doping is employed to tune the inherent activity and electronic structure of electrocatalysts for water electrolysis. Here, unique nanosheet arrays of NiFe-LDH doped with lanthanide metals (NiFeSm-LDH, NiFeCe-LDH, and NiFeLa-LDH) were developed as high-performance electrocatalysts for oxygen evolution reaction (OER). Notably, NiFeSm-LDH exhibits the superior performance, with the lowest overpotentials of 203 mV (at 10 mA cm−2) for OER. Structural analysis, in-situ Raman spectra and DFT calculations reveal that the high activity of the catalysts can be attributed to synergistic functionalities. Firstly, compared to Ce in NiFeCe-LDH and La in NiFeLa-LDH, Sm element in NiFeSm-LDH can attract more electrons from the outermost 3d orbitals of Ni due to the effect of lanthanide contraction, resulting in the highest valence state and d-band center of Ni. Secondly, the formation of NiOOH phase on NiFeSm-LDH requires a lower overpotential (∼1.32 V) than those on NiFeCe-LDH (1.32 ∼ 1.37 V) and NiFeLa-LDH (∼1.37 V) based on in-situ Raman spectra, which indicate that NiFeSm-LDH has faster kinetics to achieve the Ni(II)-Ni(III) transformation. Thirdly, First-principles simulations reveal that NiFeSm-LDH reduces the formation energy from OOH* to O2 significantly, which eventually improves the catalytic activity. Furthermore, the NiFeSm-LDH||Pt/C couple exhibits a low voltage of 1.59 V at 100 mA cm−2 for overall water splitting.
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
重要安发布了新的文献求助10
刚刚
zzy11完成签到,获得积分20
刚刚
2秒前
hutian完成签到,获得积分10
2秒前
Holland应助cyy采纳,获得30
3秒前
3秒前
zzy11发布了新的文献求助10
3秒前
努力完成签到,获得积分10
3秒前
5秒前
华仔应助lys采纳,获得10
6秒前
6秒前
复杂的晓蕾关注了科研通微信公众号
6秒前
橙子abcy发布了新的文献求助10
8秒前
奋斗含巧发布了新的文献求助10
8秒前
健壮念寒发布了新的文献求助30
9秒前
A实验室吉祥物关注了科研通微信公众号
9秒前
重要安完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
10秒前
胡子西瓜发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
xueyi_102938完成签到,获得积分20
10秒前
11秒前
cjh258819发布了新的文献求助10
12秒前
cyy发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
DIngqin发布了新的文献求助10
14秒前
苗修杰完成签到,获得积分10
14秒前
小艾艾麦仑完成签到,获得积分10
17秒前
酷波er应助皮城小伙采纳,获得10
18秒前
嘻嘻嘻发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
健壮念寒完成签到,获得积分10
20秒前
赘婿应助克里斯就是逊啦采纳,获得10
21秒前
DIngqin完成签到,获得积分10
22秒前
22秒前
余味应助贪玩的书雪采纳,获得10
23秒前
小二郎应助SUNun采纳,获得10
23秒前
24秒前
25秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 450
Mixing the elements of mass customisation 360
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
the MD Anderson Surgical Oncology Manual, Seventh Edition 300
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 300
Political Ideologies Their Origins and Impact 13th Edition 260
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 3781669
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3327234
关于积分的说明 10230111
捐赠科研通 3042093
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1669791
邀请新用户注册赠送积分活动 799335
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758774