清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!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,伴您科研之路漫漫前行!

Beyond the Rate-Determining Step in the Oxygen Evolution Reaction over a Single-Crystalline IrO2(110) Model Electrode: Kinetic Scaling Relations

析氧 Pourbaix图 电催化剂 过电位 塔菲尔方程 分解水 化学 电解水 电化学能量转换 阳极 电化学 热力学 电解 材料科学 化学物理 催化作用 电极 物理化学 电解质 物理 光催化 生物化学
作者
Kai S. Exner,Herbert Over
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:9 (8): 6755-6765 被引量:141
标识
DOI:10.1021/acscatal.9b01564
摘要

Electrochemical water splitting is a key technology for moving toward a promising energy scenario based on renewable (regenerative) energy resources in that wind and solar energy can be stored and buffered in chemical bonds, such as in H2. The efficiency of water electrolysis is, however, limited by the sluggish oxygen evolution reaction (OER) at the anode, for which IrO2-based electrodes are considered to be the best compromise of a stable and reasonably active OER electrocatalyst in acidic medium. To improve existing OER electrocatalysts and to advance a rational search of promising alternative electrode materials, it is imperative to identify the rate-determining step (rds). We apply here the concept of the free energy diagram along the reaction coordinate to identify the rate-determining step (rds) in the oxygen evolution reaction (OER) over an IrO2(110) model anode in both acidic and basic media. The free energy diagram as a function of the applied electrode potential is constructed from experimental Tafel plots and ab initio Pourbaix diagrams. Quite in contrast to common perception, the rds for the OER over IrO2(110) at high overpotentials is identified with the decomposition of the OOH adsorbate via a decoupled electron–proton transfer to form gaseous O2. Combining linear scaling relationships with the free energy diagram approach leads to the introduction of kinetic scaling relations, which allow us to predict the rate-determining step (rds) of the OER over general transition metal oxide electrocatalysts in the high-overpotential regime by a single descriptor, namely, the free formation energy of oxygen with respect to the OH adsorbate (ΔG2) on the anode surface. On the basis of kinetic scaling relations we suggest that further improvement of the catalytic OER performance may require a decoupling of the electron–proton transfer in the rds.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
zpz完成签到,获得积分10
8秒前
wenbinvan完成签到,获得积分0
9秒前
krajicek完成签到,获得积分10
13秒前
传奇3应助科研通管家采纳,获得10
29秒前
小二郎应助科研通管家采纳,获得10
29秒前
英姑应助科研通管家采纳,获得10
29秒前
29秒前
29秒前
cgs完成签到 ,获得积分10
29秒前
何pulapula完成签到 ,获得积分10
37秒前
tmobiusx完成签到,获得积分10
45秒前
1分钟前
林利芳完成签到 ,获得积分0
1分钟前
DrLuffy完成签到 ,获得积分10
1分钟前
shlw完成签到,获得积分10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
sponge完成签到 ,获得积分10
1分钟前
吃小孩的妖怪完成签到 ,获得积分10
1分钟前
清风明月完成签到 ,获得积分10
1分钟前
msd2phd完成签到,获得积分10
1分钟前
迈克老狼完成签到 ,获得积分10
1分钟前
赧赧完成签到 ,获得积分10
1分钟前
陈豆豆完成签到 ,获得积分10
1分钟前
JD完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
Alvin完成签到 ,获得积分10
1分钟前
bkagyin应助蒋锵锵采纳,获得10
1分钟前
CHEN完成签到 ,获得积分10
2分钟前
badgerwithfisher完成签到,获得积分10
2分钟前
CJY完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
wBw完成签到,获得积分10
2分钟前
蒋锵锵发布了新的文献求助10
2分钟前
噼里啪啦发布了新的文献求助50
2分钟前
尘远知山静完成签到 ,获得积分10
2分钟前
多亿点完成签到 ,获得积分10
2分钟前
haprier完成签到 ,获得积分10
2分钟前
无情的水香完成签到 ,获得积分10
2分钟前
拼搏的羊青完成签到 ,获得积分10
2分钟前
蒋锵锵完成签到 ,获得积分20
2分钟前
高分求助中
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 1000
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 500
Indomethacinのヒトにおける経皮吸収 400
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 310
宽量程高线性度柔性压力传感器的逆向设计 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3980994
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3524672
关于积分的说明 11222583
捐赠科研通 3262273
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1801138
邀请新用户注册赠送积分活动 879609
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 807449