Bandgap‐Broken Fe Spinel Electrocatalyst Enables Integrated Seawater Electrolysis

双功能 电催化剂 尖晶石 分解水 海水 电解 材料科学 催化作用 氧化还原 无机化学 吸附 化学工程 阳极 电解水 化学 废水 阴极保护 再分配(选举) 价(化学) 过电位 合理设计 光催化分解水 电极 析氧
作者
Jingwei Li,Zi‐Qi Ge,Hui-Jian Zhang,San Ping Jiang,Zhao‐Qing Liu
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:65 (9): e21993-e21993 被引量:1
标识
DOI:10.1002/anie.202521993
摘要

Despite considerable attention on spinel catalysts in electrocatalysis, achieving their distinct redox activity at the atomic scale for cathodic seawater splitting and anodic wastewater purification represents a huge challenge. In this work, we address this issue by constructing bandgap-broken Zn─O─Fe─O─Co heteroatomic bonds through the integration of reduced ZnFe2O4 and oxidized CoFe2O4 semiconductors within spinel-structured ZnxCo1-xFe2O4. The overlapping conduction and valence bands at Fe 3d orbitals promote electron redistribution at Fe centers, leading to electron depletion, exposure of empty d orbitals, and modulation of the d-band center. These electronic modifications enhance the adsorption kinetics of H2O in seawater and S2- species in wastewater through d-p orbital coupling, lowering the energy barriers for the Volmer step in hydrogen evolution reaction and the rate-limiting *S─*S2 process in sulfur oxidation reaction. As a result, the rational design enables efficient bifunctional activity, achieving simultaneous seawater splitting and industrial pollutant degradation in a single electrolyzer at an ultralow cell voltage of 1.07 V (10 mA cm-2), operable under solar energy. This study provides a fundamental design strategy for bifunctional catalysts toward integrated energy and environmental applications.
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
张庭豪完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
啦啦啦完成签到,获得积分10
刚刚
2秒前
4秒前
ram999完成签到,获得积分10
4秒前
Albert_Z完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
星沉静默发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
友好冰露完成签到 ,获得积分10
7秒前
Mint完成签到 ,获得积分10
8秒前
大力的灵雁应助敏er好学采纳,获得10
8秒前
shine发布了新的文献求助10
9秒前
wanting应助zxdw采纳,获得30
9秒前
chenling发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
高大靖仇发布了新的文献求助10
11秒前
Xilli完成签到 ,获得积分10
11秒前
机智亦云完成签到,获得积分10
11秒前
SX完成签到 ,获得积分10
13秒前
14秒前
残念完成签到,获得积分10
14秒前
徐婷完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
chenling完成签到,获得积分10
18秒前
shine完成签到,获得积分10
19秒前
ding应助星沉静默采纳,获得10
19秒前
李爱国应助伍七七采纳,获得10
20秒前
jazz完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
李总要发财小苏发文章完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
杰杰完成签到 ,获得积分10
21秒前
22秒前
巫马剑鬼发布了新的文献求助10
22秒前
26秒前
自信的竹员外完成签到,获得积分10
26秒前
兴奋安卉发布了新的文献求助20
26秒前
26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
AnnualResearch andConsultation Report of Panorama survey and Investment strategy onChinaIndustry 1000
卤化钙钛矿人工突触的研究 1000
Engineering for calcareous sediments : proceedings of the International Conference on Calcareous Sediments, Perth 15-18 March 1988 / edited by R.J. Jewell, D.C. Andrews 1000
Continuing Syntax 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
2026 Hospital Accreditation Standards 500
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6264371
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8086173
关于积分的说明 16899089
捐赠科研通 5334918
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2839561
邀请新用户注册赠送积分活动 1816908
关于科研通互助平台的介绍 1670497