Synergistic effects of mixing and strain in high entropy spinel oxides for oxygen evolution reaction

尖晶石 析氧 催化作用 氧气 吸附 材料科学 过渡金属 密度泛函理论 组态熵 金属 化学工程 化学物理 化学 热力学 物理化学 计算化学 冶金 电化学 工程类 物理 有机化学 生物化学 电极
作者
Jihyun Baek,Md Delowar Hossain,Pinaki Mukherjee,Junghwa Lee,Kirsten T. Winther,Juyoung Leem,Yue Jiang,William C. Chueh,Michal Bajdich,Xiaolin Zheng
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:14 (1): 5936-5936 被引量:233
标识
DOI:10.1038/s41467-023-41359-7
摘要

Developing stable and efficient electrocatalysts is vital for boosting oxygen evolution reaction (OER) rates in sustainable hydrogen production. High-entropy oxides (HEOs) consist of five or more metal cations, providing opportunities to tune their catalytic properties toward high OER efficiency. This work combines theoretical and experimental studies to scrutinize the OER activity and stability for spinel-type HEOs. Density functional theory confirms that randomly mixed metal sites show thermodynamic stability, with intermediate adsorption energies displaying wider distributions due to mixing-induced equatorial strain in active metal-oxygen bonds. The rapid sol-flame method is employed to synthesize HEO, comprising five 3d-transition metal cations, which exhibits superior OER activity and durability under alkaline conditions, outperforming lower-entropy oxides, even with partial surface oxidations. The study highlights that the enhanced activity of HEO is primarily attributed to the mixing of multiple elements, leading to strain effects near the active site, as well as surface composition and coverage.
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
1秒前
星辰大海应助马界泡泡采纳,获得10
1秒前
畅快的宝川完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
科研通AI6.3应助xz采纳,获得30
2秒前
Richard发布了新的文献求助10
2秒前
Hantheex发布了新的文献求助30
4秒前
上官若男应助WU采纳,获得30
4秒前
nikky977完成签到,获得积分10
5秒前
rainning661完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
吾妻小郭完成签到,获得积分20
6秒前
7秒前
ab完成签到,获得积分10
9秒前
聪慧的跳跳糖完成签到,获得积分10
10秒前
勤劳的乐安完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
10秒前
乐观生活完成签到,获得积分10
10秒前
12秒前
墨1234lr完成签到,获得积分10
12秒前
yorkson境发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
win完成签到 ,获得积分10
14秒前
筱汐发布了新的文献求助10
14秒前
gdsamele完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
16秒前
17秒前
17秒前
英俊的铭应助蓝天采纳,获得10
17秒前
小哇完成签到,获得积分10
17秒前
奔跑发布了新的文献求助100
18秒前
黄海完成签到,获得积分10
18秒前
斯文寒梦完成签到,获得积分10
18秒前
吾妻小郭发布了新的文献求助10
18秒前
袁袁袁发布了新的文献求助10
19秒前
Retayo_犹空完成签到,获得积分10
19秒前
19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
Atlas of Aligner Treatment and Planning A Case-Based Approach 1000
Geist der Kunst und Kultur 1000
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 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
丝光沸石活性位点定向调控及其二甲醚羰基化性能研究 500
A Concise History of the World, 2nd Edition 400
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 7420709
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9024200
关于积分的说明 19224077
捐赠科研通 7051017
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3235024
关于科研通互助平台的介绍 2397978
邀请新用户注册赠送积分活动 2217228