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Sustainable oxygen evolution electrocatalysis in aqueous 1 M H2SO4 with earth abundant nanostructured Co3O4

析氧 电催化剂 催化作用 贵金属 水溶液 分解水 化学工程 氧气 过渡金属 材料科学 化学 纳米技术 电化学 电极 光催化 有机化学 物理化学 工程类
作者
Jiahao Yu,Felipe A. Garcés‐Pineda,Jésus González‐Cobos,Marina Peña‐Díaz,Celia Rogero,Sixto Giménez,María Chiara Spadaro,Jordi Arbiol,Sara Barja,José Ramón Galán‐Mascarós
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:13 (1) 被引量:102
标识
DOI:10.1038/s41467-022-32024-6
摘要

Abstract Earth-abundant electrocatalysts for the oxygen evolution reaction (OER) able to work in acidic working conditions are elusive. While many first-row transition metal oxides are competitive in alkaline media, most of them just dissolve or become inactive at high proton concentrations where hydrogen evolution is preferred. Only noble-metal catalysts, such as IrO 2 , are fast and stable enough in acidic media. Herein, we report the excellent activity and long-term stability of Co 3 O 4 -based anodes in 1 M H 2 SO 4 (pH 0.1) when processed in a partially hydrophobic carbon-based protecting matrix. These Co 3 O 4 @C composites reliably drive O 2 evolution a 10 mA cm –2 current density for >40 h without appearance of performance fatigue, successfully passing benchmarking protocols without incorporating noble metals. Our strategy opens an alternative venue towards fast, energy efficient acid-media water oxidation electrodes.
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