Dual-Regulation Engineering of Spinel Co3O4 via Mo Electron Buffering and Asymmetric Sites Coupling for Acidic Oxygen Evolution Reaction

尖晶石 催化作用 氧气 联轴节(管道) 化学 对偶(语法数字) 材料科学 无机化学 有机化学 冶金 文学类 艺术
作者
Zhiwen Liu,Wenqiang Shen,Xiaolong Liang,Jing Liang,Ke Xu,Ge Xu,Jun Lü,Hongsheng Liu,Jingyi Xiao,Liang Wang,Junfeng Gao,Jinxuan Liu
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:15 (11): 8943-8953 被引量:19
标识
DOI:10.1021/acscatal.5c01192
摘要

We present a synergistic strategy integrating octahedrally coordinated Mo species as electron buffer and asymmetric site coupling in spinel Co 3 O 4 to achieve acidic oxygen evolution reaction (AOER) activity and durability. The introduced Mo species function as dynamic electron reservoirs, effectively activating and stabilizing tetrahedral Co sites while enabling synergistic electronic coupling between tetrahedral and octahedral sites. This dual-regulation mechanism successfully suppresses cobalt overoxidation and subsequent ion dissolution by maintaining optimal charge redistribution. Furthermore, the asymmetric electronic coupling induced by Mo adjacent to both tetrahedral and octahedral sites facilitates the direct coupling of *O–*O radicals, accelerating oxygen molecule formation. The optimized Mo–Co 3 O 4 NNAs demonstrate remarkable performance metrics: a low overpotential of 310 mV at 10 mA cm –2, exceptional stability over 200 h in 0.5 M H 2 SO 4, and minimal degradation rate (0.09 mV h –1 ). These achievements position it among the most competitive acid-stable non-precious-metal-based AOER catalysts reported to date. This work establishes fundamental guidelines for designing robust nonprecious electrocatalysts in acidic media and proposes fresh perspectives for implementing oxide path mechanism (OPM) paradigms in advanced AOER.
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