Reducing the Ir−O Coordination Number in Anodic Catalysts based on IrOx Nanoparticles towards Enhanced Proton‐exchange‐membrane Water Electrolysis

过电位 析氧 电催化剂 电解 电解水 催化作用 电解质 化学工程 质子交换膜燃料电池 阳极 分解水 材料科学 聚合物电解质膜电解 X射线吸收光谱法 无机化学 化学 电化学 电极 吸收光谱法 物理化学 物理 工程类 光催化 量子力学 生物化学
作者
Hongmei Gao,Zhaohui Xiao,Shiqian Du,Tianyang Liu,Yucheng Huang,Jianqiao Shi,Yanwei Zhu,Gen Huang,Bo Zhou,Yongmin He,Chung‐Li Dong,Yafei Li,Ru Chen,Shuangyin Wang
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:62 (49) 被引量:41
标识
DOI:10.1002/anie.202313954
摘要

Due to the robust oxidation conditions in strong acid oxygen evolution reaction (OER), developing an OER electrocatalyst with high efficiency remains challenging in polymer electrolyte membrane (PEM) water electrolyzer. Recent theoretical research suggested that reducing the coordination number of Ir-O is feasible to reduce the energy barrier of the rate-determination step, potentially accelerating the OER. Inspired by this, we experimentally verified the Ir-O coordination number's role at model catalysts, then synthesized low-coordinated IrOx nanoparticles toward a durable PEM water electrolyzer. We first conducted model studies on commercial rutile-IrO2 using plasma-based defect engineering. The combined in situ X-ray absorption spectroscopy (XAS) analysis and computational studies clarify why the decreased coordination numbers increase catalytic activity. Next, under the model studies' guidelines, we explored a low-coordinated Ir-based catalyst with a lower overpotential of 231 mV@10 mA cm-2 accompanied by long durability (100 h) in an acidic OER. Finally, the assembled PEM water electrolyzer delivers a low voltage (1.72 V@1 A cm-2 ) as well as excellent stability exceeding 1200 h (@1 A cm-2 ) without obvious decay. This work provides a unique insight into the role of coordination numbers, paving the way for designing Ir-based catalysts for PEM water electrolyzers.
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
2秒前
moonlight发布了新的文献求助10
6秒前
科研小虫完成签到,获得积分10
7秒前
大轩完成签到 ,获得积分10
10秒前
北国雪未消完成签到 ,获得积分10
14秒前
cdercder应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
cdercder应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
cdercder应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
风信子deon01完成签到,获得积分10
28秒前
30秒前
巫郁发布了新的文献求助10
36秒前
培培完成签到 ,获得积分10
42秒前
ARIA完成签到 ,获得积分10
48秒前
又又完成签到,获得积分10
51秒前
巫郁完成签到,获得积分10
52秒前
稚祎完成签到 ,获得积分10
56秒前
孝顺的觅风完成签到 ,获得积分10
56秒前
科研小白完成签到,获得积分10
59秒前
涛1完成签到 ,获得积分10
1分钟前
三伏天完成签到,获得积分10
1分钟前
研友_Z7XY28完成签到 ,获得积分10
1分钟前
嘻嘻哈哈啊完成签到 ,获得积分10
1分钟前
北宫完成签到 ,获得积分10
1分钟前
泡芙1207发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
wangqinlei发布了新的文献求助10
1分钟前
hanliulaixi完成签到 ,获得积分10
1分钟前
诸葛御风应助Alan采纳,获得30
1分钟前
钟声完成签到,获得积分0
1分钟前
科科通通完成签到,获得积分10
1分钟前
夏明明完成签到,获得积分10
1分钟前
飞快的冰淇淋完成签到 ,获得积分10
1分钟前
hsrlbc完成签到,获得积分10
1分钟前
2分钟前
崩溃完成签到,获得积分10
2分钟前
Jeffery426完成签到,获得积分10
2分钟前
自觉的万言完成签到 ,获得积分10
2分钟前
zhao完成签到,获得积分10
2分钟前
曾泳钧完成签到,获得积分10
2分钟前
big ben完成签到 ,获得积分10
2分钟前
高分求助中
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2500
Mobilization, center-periphery structures and nation-building 600
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 600
Introduction to Strong Mixing Conditions Volumes 1-3 500
China—Art—Modernity: A Critical Introduction to Chinese Visual Expression from the Beginning of the Twentieth Century to the Present Day 430
Multichannel rotary joints-How they work 400
A Field Guide to the Amphibians and Reptiles of Madagascar - Frank Glaw and Miguel Vences - 3rd Edition 400
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 3795624
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3340681
关于积分的说明 10300957
捐赠科研通 3057185
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1677539
邀请新用户注册赠送积分活动 805449
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 762626