Preconfiguring a High−Valent Ni State Decouples Lattice−Oxygen Activation From Dynamic Surface Reconstruction for Stable Water Oxidation at 2.0 A cm −2

材料科学 析氧 电化学 解耦(概率) 硫黄 氧气 氧化还原 分解水 氧化态 耐久性 偏压 氢 化学工程 镍 渲染(计算机图形) 格子(音乐) 无机化学 动能 化学物理 配体(生物化学) 电极 电催化剂 电解水 电流密度 曲面重建 退火(玻璃)
作者
Baoxin Wu,Z. J. Xu,Zhiqing Tang,Xiaohong Zou,Yongbiao Mu,Lin Yang,Qing Zhang,Kejun Yan,Jiahui Luo,Xiao Zhang,Liang An,Fuqiang Huang,Lin Zeng
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:16 (10) 被引量:11
标识
DOI:10.1002/aenm.202505253
摘要

ABSTRACT High−valent transition−metal (oxy)hydroxides commonly demonstrated high intrinsic activity for the oxygen evolution reaction (OER) via electrochemical self−reconstruction. However, this evolution inevitably compromises structural integrity and long−term durability at industrial current densities (>1 A cm −2 ). Here, we propose a sequential−engineering strategy that separates catalytic−site activation from surface reconstruction through the preconfiguring of a ligand−hole−rich (oxy)hydroxide. Combined structural and electrochemical analyses confirm that Fe 3+ oxidizes L−cysteine into a moderated sulfur donor, enabling precise S incorporation (avoiding sulfides, e.g., Ni 3 S 2 ), along with Fe−O−Ni inductive polarization, biasing Ni 2+ toward Ni III . In parallel, the preconfigured high Ni III strengthens Ni─O covalency, while sulfur incorporation introduces ligand holes to O−2p band, thereby rendering lattice oxygen electrophilic. This pre−establishing framework allows lattice−oxygen to precede oxidation at Ni sites, affecting a kinetic decoupling that underpins durability. Consequently, the S−NiFeOOH delivers overpotentials of 182 mV and 214 mV at 10 mA cm −2 in alkaline freshwater and seawater, respectively, while sustaining over 4000 hours of continuous operation at 2.0 A cm −2 . In an anion−exchange membrane water electrolyzer, it achieves 1 A cm −2 at 1.67 V (freshwater) and 1.74 V (seawater) and maintains stable performance beyond 3,500 hours at 1.0 A cm −2 , underscoring its promise for large−scale 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
yys完成签到 ,获得积分10
1秒前
岳岳完成签到,获得积分10
1秒前
yuyu完成签到 ,获得积分10
1秒前
花花公子完成签到,获得积分10
1秒前
研友_VZG7GZ的应助被小红采纳,获得10
2秒前
2秒前
bo发布了新的文献求助30
2秒前
喝口可乐完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
Xu1909发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
彭于晏的应助被朴实的绮南采纳,获得30
5秒前
zwx0201完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
烟雨醉巷完成签到 ,获得积分10
6秒前
7秒前
彭于晏的应助被梁硕采纳,获得10
7秒前
科研通AI6.4的应助被shanshan采纳,获得10
8秒前
8秒前
9秒前
顾矜的应助被RGG采纳,获得10
10秒前
葱峰完成签到 ,获得积分10
11秒前
SAM发布了新的文献求助10
12秒前
那时花开的应助被Ferry采纳,获得20
12秒前
12秒前
111112222完成签到,获得积分20
13秒前
李现真滴帅完成签到,获得积分10
13秒前
ZWX完成签到,获得积分10
13秒前
NexusExplorer的应助被化学小学生采纳,获得10
14秒前
guoph完成签到,获得积分10
15秒前
常常完成签到,获得积分10
15秒前
梁硕完成签到,获得积分10
15秒前
元儿圆完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
孙一发布了新的文献求助10
16秒前
丘比特的应助被灵山剑侠采纳,获得10
16秒前
今天完成签到,获得积分10
16秒前
张三完成签到,获得积分10
16秒前
求助求助完成签到,获得积分10
16秒前
18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
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Stochastic Models in Operations Research,Vol. 2 600
Organizational Behavior 510
桑白皮エキスの実験的, 臨床的育毛効果について 500
Comprehensive Heterocyclic Chemistry IV 400
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 8042876
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9475426
关于积分的说明 21278600
捐赠科研通 7611145
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3391708
关于科研通互助平台的介绍 2523321
邀请新用户注册赠送积分活动 2429596