Doping of Cr to Regulate the Valence State of Cu and Co Contributes to Efficient Water Splitting

过电位 分解水 材料科学 电解水 催化作用 电解 电化学 吸附 无机化学 价(化学) 过渡金属 密度泛函理论 制氢 碱性水电解 化学工程 析氧 电极 物理化学 化学 冶金 电解质 计算化学 工程类 有机化学 光催化 生物化学
作者
Xiaoming Mu,Kai Wang,Keyi Lv,Bo Feng,Xiaofei Yu,Lanlan Li,Xinghua Zhang,Xiaojing Yang,Zunming Lu
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:15 (13): 16552-16561 被引量:31
标识
DOI:10.1021/acsami.2c18799
摘要

Water electrolysis in alkaline media is the most promising technology for hydrogen production, but efficient electrocatalysts are required to reduce the overpotential in HER and OER processes. In this work, the multicomponent transition metal catalyst Cr-Cu/CoOx was loaded on copper foam by electrodeposition and annealing, and the catalyst exhibited excellent electrochemical activity. The HER overpotential is 21 mV and the OER overpotential is 252 mV at a current density of 10 mA cm-2. The overall water splitting voltage is 1.51 V, even better than the Pt/C//RuO2 two-electrode system (1.61 V). The excellent performance of this catalyst is mainly derived from the close synergistic interaction among Cu, Co, and Cr. The doping of Cr modulates the valence states of Cu and Co at the active sites and improves the adsorption of various reaction intermediates. Density functional theory (DFT) calculations show that the doping of Cr can optimize the adsorption of the reaction intermediate H*. Meanwhile, the high-valent Cr and Co promote hydrolysis through strong adsorption with OH-. The present work provides a reasonable strategy for designing low-cost transition metals as efficient catalysts for water electrolysis.
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
科目三应助小女子常戚戚采纳,获得10
刚刚
时冬冬完成签到,获得积分0
1秒前
gentille发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
Luna发布了新的文献求助10
2秒前
老实的半山完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
李梨完成签到,获得积分10
3秒前
xh完成签到,获得积分20
3秒前
阿仔发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
多金完成签到,获得积分10
4秒前
周高安完成签到,获得积分10
4秒前
shark完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
冷静茉莉完成签到 ,获得积分10
5秒前
张张完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
6秒前
fane完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
qyy发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
超帅柚子发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
8秒前
一叶知秋完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
9秒前
10秒前
科研小白发布了新的文献求助10
10秒前
小谢同学发布了新的文献求助10
10秒前
YifanWang应助phenory采纳,获得10
10秒前
简单的熊猫完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
13秒前
枫asaki发布了新的文献求助10
13秒前
Kelsey完成签到 ,获得积分10
14秒前
wpxyy发布了新的文献求助10
14秒前
高分求助中
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 600
Chinesen in Europa – Europäer in China: Journalisten, Spione, Studenten 500
Arthur Ewert: A Life for the Comintern 500
China's Relations With Japan 1945-83: The Role of Liao Chengzhi // Kurt Werner Radtke 500
Two Years in Peking 1965-1966: Book 1: Living and Teaching in Mao's China // Reginald Hunt 500
Introduction to Strong Mixing Conditions Volumes 1-3 500
Understanding Interaction in the Second Language Classroom Context 300
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 3808831
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3353506
关于积分的说明 10365583
捐赠科研通 3069749
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1685746
邀请新用户注册赠送积分活动 810704
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 766300