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) 被引量:106
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
liaoxueping发布了新的文献求助10
1秒前
难过的微生物完成签到,获得积分10
1秒前
生信好难发布了新的文献求助10
1秒前
bkagyin应助迅速文龙采纳,获得10
2秒前
乐观发布了新的文献求助10
2秒前
华仔应助香蕉寒梅采纳,获得10
3秒前
梦里潇湘完成签到,获得积分10
3秒前
万宁发布了新的文献求助10
4秒前
Tail发布了新的文献求助10
4秒前
春眠不觉小小酥完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
zzt37927发布了新的文献求助30
5秒前
5秒前
8秒前
木头马尾应助科研畅通侠采纳,获得20
9秒前
小明明完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
牧听莲发布了新的文献求助10
9秒前
11秒前
Owen应助尊敬一手采纳,获得10
11秒前
gghh完成签到 ,获得积分10
11秒前
11秒前
Akim应助liumengyuan采纳,获得10
12秒前
siyuan应助潇潇雨歇采纳,获得50
13秒前
阿龙完成签到,获得积分10
13秒前
多多发布了新的文献求助10
13秒前
小明明发布了新的文献求助10
13秒前
一个小柑橘完成签到,获得积分10
14秒前
jwb711发布了新的文献求助30
15秒前
酷酷冷亦发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
17秒前
南风发布了新的文献求助20
17秒前
称心曼安应助无情的宛儿采纳,获得10
17秒前
18秒前
共享精神应助wsxx200024采纳,获得10
19秒前
隐形曼青应助万宁采纳,获得10
20秒前
赘婿应助一颗煎蛋采纳,获得10
21秒前
高分求助中
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 600
Izeltabart tapatansine - AdisInsight 500
Chinesen in Europa – Europäer in China: Journalisten, Spione, Studenten 500
Arthur Ewert: A Life for the Comintern 500
China's Relations With Japan 1945-83: The Role of Liao Chengzhi // Kurt Werner Radtke 500
Two Years in Peking 1965-1966: Book 1: Living and Teaching in Mao's China // Reginald Hunt 500
Epigenetic Drug Discovery 500
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 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3814887
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3358983
关于积分的说明 10399091
捐赠科研通 3076489
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1689843
邀请新用户注册赠送积分活动 813339
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 767608