Modulating the Electronic Structure of Cobalt‐Vanadium Bimetal Catalysts for High‐Stable Anion Exchange Membrane Water Electrolyzer

双金属 材料科学 催化作用 化学工程 离子交换 电解质 无机化学 离子 电解 化学 物理化学 电极 有机化学 冶金 工程类 生物化学
作者
Zhijian Liang,Di Shen,Yao Wei,Fanfei Sun,Ying Xie,Lei Wang,Honggang Fu
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:36 (41): e2408634-e2408634 被引量:171
标识
DOI:10.1002/adma.202408634
摘要

Modulating the electronic structure of catalysts to effectively couple the hydrogen evolution reaction (HER) and oxygen evolution reaction (OER) is essential for developing high-efficiency anion exchange membrane water electrolyzer (AEMWE). Herein, a coral-like nanoarray composed of nanosheets through the synergistic layering effect of cobalt and the 1D guiding of vanadium is synthesized, which promotes extensive contact between the active sites and electrolyte. The HER and OER activities can be enhanced by modulating the electronic structure through nitridation and phosphorization, respectively, enhancing the strength of metal-H bond to optimize hydrogen adsorption and facilitating the proton transfer to improve the transformation of oxygen-containing intermediates. Resultantly, the AEMWE achieves a current density of 500 mA cm-2 at 1.76 V for 1000 h in 1.0 M KOH at 70 °C. The energy consumption is 4.21 kWh Nm-3 with the producing hydrogen cost of $0.93 per kg H2. Operando synchrotron radiation and Bode phase angle analyses reveal that during the high-energy consumed OER, the dissolution of vanadium species transforms distorted Co-O octahedral into regular octahedral structures, accompanied by a shortening of the Co-Co bond length. This structural evolution facilitates the formation of oxygen intermediates, thus accelerating the reaction kinetics.
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
刚刚
JamesPei应助wpz采纳,获得10
刚刚
小秦完成签到,获得积分10
2秒前
平城落叶完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
3秒前
完美世界应助li采纳,获得10
4秒前
刘大强完成签到,获得积分10
5秒前
baifeng发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
strike应助樊川采纳,获得20
7秒前
8秒前
聪哥发布了新的文献求助10
9秒前
老肥完成签到 ,获得积分10
9秒前
78888完成签到,获得积分10
9秒前
大模型应助寒梅采纳,获得10
10秒前
11秒前
胖虎完成签到,获得积分10
11秒前
眼睛大又蓝完成签到,获得积分10
12秒前
理躺丁真完成签到,获得积分10
12秒前
bao完成签到,获得积分10
12秒前
严惜发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
78888发布了新的文献求助10
15秒前
dw发布了新的文献求助200
15秒前
无心发布了新的文献求助10
16秒前
科研通AI6.3应助小秦采纳,获得10
16秒前
zeyuan完成签到,获得积分10
17秒前
wwwwt发布了新的文献求助10
18秒前
大模型应助hai采纳,获得10
18秒前
18秒前
21秒前
22秒前
22秒前
许可证发布了新的文献求助10
23秒前
23秒前
大模型应助超级惊蛰采纳,获得30
24秒前
24秒前
yueoho发布了新的文献求助10
25秒前
李爱国应助开朗的巧凡采纳,获得10
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
晶种分解过程与铝酸钠溶液混合强度关系的探讨 8888
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
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 6430078
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8246219
关于积分的说明 17536117
捐赠科研通 5486331
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2895775
邀请新用户注册赠送积分活动 1872180
关于科研通互助平台的介绍 1711698