Spectroelectrochemical Tracking of Nickel Hydroxide Reveals Its Irreversible Redox States upon Operation at High Current Density

氧化还原 催化作用 氢氧化物 镍 过渡金属 析氧 无机化学 电化学 金属 化学 电致变色 电解质 电极 物理化学 有机化学
作者
Andraž Mavrič,Mattia Fanetti,Yiting Lin,Matjaž Valant,Chunhua Cui
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:10 (16): 9451-9457 被引量:91
标识
DOI:10.1021/acscatal.0c01813
摘要

Transition-metal (oxy)hydroxides with an abundance of redox metal sites are important for the development of electrochromic devices, rechargeable metal–air batteries, pseudo-capacitors, and industrial electrolyzers. The robust charging reversibility of the redox metal sites ensures long-term durability of the devices but remains unachieved and usually ignored. Here, we use in situ UV–vis and Raman spectroscopies to track the redox states of a nickel hydroxide Ni(OH)2 model catalyst for the oxygen evolution reaction (OER) during its lifetime in strong alkaline media. We show that at 200 mAcm−2 in the 1.0 M KOH electrolyte, the reversible redox states of the catalytically active Ni sites gradually disappear when the catalyst converts into an irreversible and inactive phase. We found that after deactivation, the complete reduction of such oxidized Ni sites can not be achieved until a very negative reduction potential around 0.1 VRHE was applied owing to the structural amorphization/disordering of the layered Ni(OH)2 catalyst. Our results suggest that the deactivated and unreduced Ni sites hardly re-hydrate/re-hydroxylate and thus obstruct the OER process. These findings provide direct evidence for elucidation of the origin of the oxygen evolution decay and contribute to a reference to extend the lifetime of 2D-layered transition-metal hydroxide catalysts by stabilizing the reversible redox metal sites.
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
金木研完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
无极微光的应助被minmi采纳,获得20
2秒前
3秒前
3秒前
开心逍遥完成签到,获得积分10
4秒前
愉快宛凝完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
无花果的应助被ggdh采纳,获得10
5秒前
6秒前
6秒前
7秒前
7秒前
7秒前
solidcon完成签到,获得积分10
8秒前
xing_xing的应助被淡淡的卿采纳,获得20
8秒前
9秒前
honey完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
Lucas的应助被虎帅采纳,获得10
10秒前
wanci的应助被小铁采纳,获得10
10秒前
CipherSage的应助被nihaoaaaa采纳,获得10
10秒前
橙橙橙完成签到,获得积分20
11秒前
mzh发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
11秒前
挞挞不太胖完成签到 ,获得积分10
11秒前
852的应助被Smf采纳,获得10
12秒前
猖狂战神发布了新的文献求助10
12秒前
zhyy完成签到,获得积分10
12秒前
fffff完成签到 ,获得积分10
12秒前
小骄傲发布了新的文献求助10
12秒前
solidcon发布了新的文献求助10
12秒前
xiaoniqiu2660发布了新的文献求助10
12秒前
boxmove完成签到,获得积分10
13秒前
路人发布了新的文献求助10
13秒前
整齐的不评完成签到,获得积分10
13秒前
Akim的应助被asdfqwer采纳,获得10
13秒前
14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
Les Mantodea De Guyane 2000
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
EnEfG – Energieeffizienzgesetz – Kommentar 1000
The Flourishing Academic 600
Stochastic Models in Operations Research,Vol. 2 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8021845
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9465016
关于积分的说明 21210433
捐赠科研通 7591780
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3386669
关于科研通互助平台的介绍 2519039
邀请新用户注册赠送积分活动 2422131