Stretching Metal─Oxygen Bonds to Decouple Activity and Stability of Water Electrolysis

材料科学 电解 电解水 金属 氧气 析氧 化学工程 理论(学习稳定性) 无机化学 纳米技术 冶金 电化学 电极 物理化学 有机化学 电解质 计算机科学 化学 工程类 机器学习
作者
Bin Chen,Zhujun Li,Xuecheng Fu,Lianqin Wang,Yingjie Feng,Xin Chen,Junfeng Zhang,Yan Yin,Michael D. Guiver
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:35 (40) 被引量:4
标识
DOI:10.1002/adfm.202516185
摘要

Abstract The lattice oxygen‐mediated (LOM) mechanism offers a promising pathway to improve oxygen evolution reaction (OER) kinetics in alkaline water electrolysis by facilitating direct O─O bond formation. However, its practical utility in nickel‐iron layered double hydroxides (NiFe‐LDHs) is significantly restricted by the formation of high‐valent metal species (e.g., Ni 3 ⁺/Ni⁴⁺, Fe⁴⁺) during oxygen evolution. These species induce structural instability caused by metal overoxidation, leading to accelerated catalyst degradation under industrial current densities (>500 mA cm −2 ). Herein, this study challenges the conventional wisdom of pursuing unstable high‐valent metal species by a novel strategy that employs stabilized low‐valent Ni and Fe. Such an approach fundamentally circumvents the degradation pathway associated with over‐oxidation. Combined with strategic M─O bond elongation, the proposed method enhances LOM activity while preserving the structural integrity, thereby decoupling the traditional trade‐off between catalytic activity and stability. The resulting NiFe‐LP catalyst exhibits an ultralow overpotential of 219 mV and demonstrates remarkable operational stability, sustaining performance for over 1000 h at 5 A cm −2 in anion exchange membrane water electrolyzers (AEMWEs). This work redefines LOM as a feasible route for industrial‐scale water electrolysis by addressing its inherent instability through strategic metal─oxygen bond engineering.
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
周济发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
Fairy完成签到,获得积分10
1秒前
松林发布了新的文献求助10
1秒前
YZQ完成签到,获得积分20
1秒前
2秒前
2秒前
2秒前
玖月完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
djbj2022发布了新的文献求助10
3秒前
Job完成签到,获得积分10
6秒前
SiDi发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
小二郎应助稳重盼夏采纳,获得10
7秒前
松林完成签到,获得积分10
8秒前
科研通AI6.4应助风趣的芙采纳,获得10
8秒前
beibei发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
科研通AI6.4应助zouzhiwen采纳,获得30
9秒前
英姑应助SiDi采纳,获得10
10秒前
10秒前
李健应助蓦然采纳,获得10
10秒前
舒克完成签到 ,获得积分10
10秒前
隐形之玉完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
君与同行完成签到,获得积分10
13秒前
科研通AI2S应助会飞的猪采纳,获得10
13秒前
ww不迷糊完成签到 ,获得积分10
13秒前
13秒前
Hello应助Xavier采纳,获得10
13秒前
14秒前
14秒前
15秒前
hsp发布了新的文献求助30
15秒前
竹前家庆完成签到,获得积分10
15秒前
上官若男应助受伤的似狮采纳,获得10
15秒前
17秒前
创不可贴发布了新的文献求助10
17秒前
胖虎啊发布了新的文献求助10
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
Resistance Spot Welding Dataset for Automobile Body-in-White Quality Analysis 748
日本現代怪異事典 副読本 700
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 650
Machine Learning for Asset Management and Pricing 600
Numerical analysis of the coupled atmosphere-ocean models (CAO II). II 600
Models for the coupled atmosphere and ocean 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 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 7390762
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8996967
关于积分的说明 19147246
捐赠科研通 7027430
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3228912
关于科研通互助平台的介绍 2391179
邀请新用户注册赠送积分活动 2210310