Ce‐Induced Differentiated Regulation of Co Sites via Gradient Orbital Coupling for Bifunctional Water‐Splitting Reactions

双功能 析氧 电催化剂 分解水 催化作用 材料科学 价(化学) 化学物理 光化学 化学 电化学 物理化学 电极 生物化学 光催化 有机化学
作者
Meng Li,Xuan Wang,Kun Liu,Zhuoya Zhu,Hanyu Guo,Meize Li,Han Du,Dongmei Sun,Hao Li,Kai Huang,Yawen Tang,Gengtao Fu
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:13 (30) 被引量:268
标识
DOI:10.1002/aenm.202301162
摘要

Abstract Rare‐earth (RE) elements have emerged as crucial promoters to regulate the electrocatalysis of transition metals (TM), but knowledge about the RE‐enhanced mechanism of TM in electrocatalysis is limited. Herein, an array‐like Ce‐CoP catalyst is constructed to explore the origin and distinction of the Ce‐induced enhanced mechanism of Co sites in both the hydrogen evolution reaction (HER) and the oxygen evolution reaction (OER). Compared with individual CoP, the developed Ce‐CoP exhibits superior bifunctional electrocatalytic activity with the overpotentials of 81 and 240 mV at 10 mA cm −2 , respectively for HER and OER, with excellent electrocatalytic stability. Theoretical calculations show that the unique 4 f valence electron structure of Ce endows the Co sites with differentiated regulation in the HER and OER through f‐p‐d gradient orbital coupling. In the HER, the retained Ce‐4 f state induces electron spin parallelism at the surrounding Co sites, promoting the adsorption of *H intermediates. While in the OER, the Ce‐4 f band acts as sacrificing band to protect the Co sites from overoxidation through the Ce‐O‐Co chain with an optimized Co‐3 d state, providing additional spin coupling with oxygen intermediates. These findings provide new insights into comprehending the RE‐enhanced mechanism of electrocatalysis and present valuable design guidelines for the development of efficient multi‐functional electrocatalysts.
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
zyq发布了新的文献求助10
1秒前
科研通AI6.4应助GOAT采纳,获得50
1秒前
纯真怜梦完成签到,获得积分10
1秒前
天明完成签到,获得积分10
3秒前
3agemo完成签到,获得积分10
4秒前
Ares完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
5秒前
半颗橙子发布了新的文献求助10
6秒前
科研通AI6.3应助liberation采纳,获得30
6秒前
微笑的巧蕊完成签到 ,获得积分10
7秒前
弹指一挥间完成签到 ,获得积分10
8秒前
cdercder应助少看多做采纳,获得10
8秒前
Sand完成签到,获得积分10
8秒前
所所应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
10秒前
10秒前
田様应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
67号完成签到 ,获得积分10
10秒前
huluwa完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
lala完成签到,获得积分10
12秒前
ivyjianjie完成签到,获得积分10
13秒前
科研通AI2S应助zyq采纳,获得10
13秒前
小包子完成签到,获得积分10
14秒前
俊逸酬海完成签到 ,获得积分10
14秒前
benbengouj完成签到,获得积分10
14秒前
凌晨五点的完成签到,获得积分10
14秒前
琴香孙琴香完成签到,获得积分10
15秒前
季宇发布了新的文献求助10
15秒前
水东流完成签到 ,获得积分10
15秒前
打打应助维时采纳,获得10
16秒前
whc121完成签到,获得积分10
16秒前
vincy完成签到 ,获得积分10
17秒前
白驹过隙完成签到 ,获得积分10
18秒前
19秒前
幸福的鑫鹏完成签到 ,获得积分10
19秒前
XinyuLu完成签到,获得积分10
20秒前
俭朴的雨安完成签到 ,获得积分10
21秒前
满鑫完成签到,获得积分10
21秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Molecular Mechanisms of Photosynthesis, 4th Edition 1000
Organic Reactions, Volume 116 1000
Current concepts in cutaneous toxicity : proceedings of the Fourth Conference on Cutaneous Toxicity, Washington, D.C., May 9-11, 1979 1000
The recovery-stress questionnaires : user manual 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7257735
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8879627
关于积分的说明 18757718
捐赠科研通 6938097
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3201148
关于科研通互助平台的介绍 2375264
邀请新用户注册赠送积分活动 2176969