Synergizing in-grown Ni3N/Ni heterostructured core and ultrathin Ni3N surface shell enables self-adaptive surface reconfiguration and efficient oxygen evolution reaction

析氧 材料科学 曲面(拓扑) 壳体(结构) 控制重构 化学工程 芯(光纤) 氧气 光电子学 纳米技术 物理化学 复合材料 电极 化学 电化学 几何学 计算机科学 嵌入式系统 工程类 数学 有机化学
作者
Xiaorui Gao,Ximeng Liu,Wenjie Zang,Huilong Dong,Yajun Pang,Zongkui Kou,Pengyan Wang,Zhenghui Pan,Sunrui Wei,Shichun Mu,John Wang
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier]
卷期号:78: 105355-105355 被引量:170
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2020.105355
摘要

Searching for highly active, alkaline-stable and low-cost non-noble metal-based oxygen evolution reaction (OER) catalysts with disruptively low overpotential and outstanding overall performance is of great value and yet considerable challenge, due to the sluggish OER kinetics reported for almost all known materials systems. To accelerate the sluggish OER kinetics by a self-adaptive surface reconfiguration approach, herein, we have purposely designed a strongly coupled [email protected] nanostructured precatalyst consisting of an in-grown Ni3N/Ni heterostructured core and an ultrathin Ni3N shell (Ni3N/[email protected]3N) via a step-by-step thermal nitridation route. The Ni3N/[email protected]3N thus-obtained delivers an ultralow overpotential (η) of 229 mV at 10 cmgeo−2, with the remarkable 17-, 37- and 20-fold enhancements in catalytic current density per active surface area at η = 270 mV, compared favorably to the invidivual Ni3N and Ni alone as well as the commercial RuO2, respectively, together with a much reduced Tafel slope of 55 mV dec−1. In reponse to the change in applied potential to the Ni3N/[email protected]3N precatalyst during the OER process, a self-adaptive surface reconfiguration into NiOOH species takes place, which is responsible for the high catalytic activity observed. It is also evidenced by both the in-situ Raman spectrometry and ex-situ electron microscopy studies. To further support the experimental observation, density functional theory (DFT) calculations demonstrate that the interfacial electron transfer from NiOOH to Ni3N produces positive-charged Ni cations as the highly active sites to substantially lower the energy barriers for adsoprtion/desportion of the OER intermediates.
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
刚刚
tang12完成签到,获得积分10
刚刚
yaya发布了新的文献求助10
1秒前
柯善若发布了新的文献求助10
1秒前
mustardseeds完成签到,获得积分10
2秒前
刘密发布了新的文献求助30
2秒前
罗莹完成签到 ,获得积分10
3秒前
橘生淮南完成签到,获得积分10
3秒前
可爱的函函应助dawdwada采纳,获得10
3秒前
WONGWONG发布了新的文献求助10
3秒前
安静从筠完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
现实的银耳汤完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
4秒前
由醉香发布了新的文献求助10
5秒前
LY学生发布了新的文献求助10
5秒前
侃侃发布了新的文献求助20
5秒前
不安青牛发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
科研通AI6应助wangyuxin采纳,获得10
7秒前
8秒前
勤恳擎宇发布了新的文献求助10
8秒前
zmj发布了新的文献求助10
8秒前
朗源Wu发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
核桃发布了新的文献求助20
9秒前
10秒前
10秒前
10秒前
早睡早起健康长寿完成签到,获得积分10
10秒前
12秒前
qiwei发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
Meyako应助Hollow采纳,获得10
13秒前
orixero应助cjjj采纳,获得30
13秒前
贾哲宇发布了新的文献求助10
13秒前
好运来完成签到 ,获得积分10
13秒前
Yfvonne完成签到,获得积分10
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
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 1000
Teaching Language in Context (Third Edition) 1000
Identifying dimensions of interest to support learning in disengaged students: the MINE project 1000
Introduction to Early Childhood Education 1000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 941
Aerospace Standards Index - 2025 800
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 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5440966
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4551807
关于积分的说明 14232126
捐赠科研通 4472816
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2451028
邀请新用户注册赠送积分活动 1442022
关于科研通互助平台的介绍 1418210