已入深夜,您辛苦了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!祝你早点完成任务,早点休息,好梦!

Unraveling Nanoscale Cobalt Oxide Catalysts for the Oxygen Evolution Reaction: Maximum Performance, Minimum Effort

催化作用 析氧 纳米尺度 化学 氧化钴 氧化物 氧气 纳米技术 化学工程 无机化学 电化学 材料科学 物理化学 有机化学 工程类 电极
作者
L.A. Reith,Carlos A. Triana,Faezeh Pazoki,Mehran Amiri,May Nyman,Greta R. Patzke
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:143 (37): 15022-15038 被引量:59
标识
DOI:10.1021/jacs.1c03375
摘要

The oxygen evolution reaction (OER) is a key bottleneck step of artificial photosynthesis and an essential topic in renewable energy research. Therefore, stable, efficient, and economical water oxidation catalysts (WOCs) are in high demand and cobalt-based nanomaterials are promising targets. Herein, we tackle two key open questions after decades of research into cobalt-assisted visible-light-driven water oxidation: What makes simple cobalt-based precipitates so highly active—and to what extent do we need Co-WOC design? Hence, we started from Co(NO3)2 to generate a precursor precipitate, which transforms into a highly active WOC during the photocatalytic process with a [Ru(bpy)3]2+/S2O82–/borate buffer standard assay that outperforms state of the art cobalt catalysts. The structural transformations of these nanosized Co catalysts were monitored with a wide range of characterization techniques. The results reveal that the precipitated catalyst does not fully change into an amorphous CoOx material but develops some crystalline features. The transition from the precipitate into a disordered Co3O4 material proceeds within ca. 1 min, followed by further transformation into highly active disordered CoOOH within the first 10 min. Furthermore, under noncatalytic conditions, the precursor directly transforms into CoOOH. Moreover, fast precipitation and isolation afford a highly active precatalyst with an exceptional O2 yield of 91% for water oxidation with the visible-light-driven [Ru(bpy)3]2+/S2O82– assay, which outperforms a wide range of carefully designed Co-containing WOCs. We thus demonstrate that high-performance cobalt-based OER catalysts indeed emerge effortlessly from a self-optimization process favoring the formation of Co(III) centers in all-octahedral environments. This paves the way to new low-maintenance flow chemistry OER processes.
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
张平安完成签到,获得积分20
4秒前
li完成签到 ,获得积分10
6秒前
眼睛大的新之完成签到,获得积分10
7秒前
Jasper应助liqingsong采纳,获得10
8秒前
8秒前
哈哈完成签到 ,获得积分10
9秒前
CPPPPPP3完成签到,获得积分10
13秒前
泊岸发布了新的文献求助10
13秒前
16秒前
17秒前
20秒前
多学多练发布了新的文献求助20
20秒前
rrrrrrry发布了新的文献求助10
21秒前
22秒前
暮倦发布了新的文献求助10
22秒前
菠萝完成签到 ,获得积分0
23秒前
鲤鱼凛完成签到 ,获得积分10
24秒前
25秒前
26秒前
李健的小迷弟应助lm采纳,获得10
26秒前
坚强豪英完成签到,获得积分10
27秒前
鲤鱼凛关注了科研通微信公众号
28秒前
28秒前
28秒前
yddcord发布了新的文献求助20
28秒前
32秒前
俏皮的松鼠完成签到 ,获得积分10
33秒前
XQQDD应助伯言采纳,获得20
35秒前
35秒前
爸爸_爸爸_帮帮我完成签到,获得积分10
37秒前
奎奎完成签到 ,获得积分10
38秒前
情怀应助泊岸采纳,获得10
38秒前
西瓜完成签到 ,获得积分0
40秒前
单纯的富发布了新的文献求助10
40秒前
Owen应助聪明的中心采纳,获得10
43秒前
抹茶旋风完成签到 ,获得积分10
45秒前
Zora完成签到 ,获得积分10
46秒前
打打应助shao采纳,获得10
47秒前
李健应助举一个梨子采纳,获得10
47秒前
暮倦完成签到,获得积分10
49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
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Development Across Adulthood 600
天津市智库成果选编 600
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 6444176
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8258069
关于积分的说明 17590372
捐赠科研通 5503062
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2901254
邀请新用户注册赠送积分活动 1878270
关于科研通互助平台的介绍 1717576