已入深夜,您辛苦了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!祝你早点完成任务,早点休息,好梦!

Electrostatic and Electronic Effects on Doped Nickel Oxide Nanofilms for Water Oxidation

化学 密度泛函理论 掺杂剂 过电位 分解水 催化作用 电催化剂 析氧 兴奋剂 化学物理 化学工程 纳米技术 电化学 计算化学 物理化学 材料科学 光电子学 电极 光催化 工程类 生物化学
作者
Ina Østrøm,Marco Favaro,Moein Seyfouri,Patrick A. Burr,Bram Hoex
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:147 (4): 3593-3606 被引量:22
标识
DOI:10.1021/jacs.4c14493
摘要

An ideal water-splitting electrocatalyst is inexpensive, abundant, highly active, stable, selective, and durable. The anodic oxygen evolution reaction (OER) is the main bottleneck for H2 production with a complex and not fully resolved mechanism, slow kinetics, and high overpotential. Nickel oxide-based catalysts (NiOx) are highly active and cheaper than precious metal catalysts. However, rigorous catalyst tests and DFT calculations are still needed to rationally optimize NiOx catalysts. In this work, we combine plasma-enhanced atomic layer deposition (PE-ALD) and density functional theory (DFT) to address the role of dopants in promoting NiOx OER activity. Ultrathin films of NiOx doped with Zn2+, Al3+, and Sn4+ presented improved intrinsic activity, stability, and durability for the OER. The results show a low to high catalytic performance of ZnNiOx < NiOx < AlNiOx < SnNiOx, which we attribute to an increase in the concentration of valence band (VB) holes combined with conduction band (CB) electron conductivity, characterized by electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The influence of doping on the electronic structure and catalytic activity was investigated using advanced characterization techniques and density functional theory (DFT) calculations (PEB0/pob-TZVP). DFT complements the experimental results, showing that the dopant charge states and orbital hybridization enhance the OER by improving the charge carrier concentration and mobility, thus allowing optimal binding energies and charge dynamics and delocalization. Our findings demonstrate the potential of PE-ALD-doped nanofilms NiOx and DFT to rationally design and develop catalysts for sustainable energy applications.
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
yanweifu发布了新的文献求助10
刚刚
眼睛大之瑶完成签到 ,获得积分10
2秒前
3秒前
等待的映雁完成签到,获得积分10
5秒前
思源应助王泰一采纳,获得10
5秒前
lanyy发布了新的文献求助10
6秒前
Whiteeeen完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
cmuren99发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
小马甲应助tugg188采纳,获得10
9秒前
一只小猪猪完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
在水一方应助等待的映雁采纳,获得10
10秒前
天天快乐应助zzz采纳,获得10
10秒前
研友_VZG7GZ应助zzxiao采纳,获得10
11秒前
CFJ完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
什么呀发布了新的文献求助10
13秒前
王泰一发布了新的文献求助10
13秒前
AAA发布了新的文献求助10
13秒前
脑洞疼应助liuyue采纳,获得10
16秒前
957发布了新的文献求助10
16秒前
天天快乐应助ray采纳,获得10
17秒前
18秒前
19秒前
Hello应助嗡嗡嗡采纳,获得10
19秒前
20秒前
Traveller丁完成签到,获得积分10
20秒前
21秒前
hu发布了新的文献求助10
21秒前
22秒前
23秒前
24秒前
2jz发布了新的文献求助10
25秒前
hu发布了新的文献求助10
26秒前
周炎发布了新的文献求助10
26秒前
王泰一发布了新的文献求助10
26秒前
27秒前
28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
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Research Methods for Business: A Skill Building Approach, 9th Edition 500
Research Methods for Applied Linguistics 500
Picture Books with Same-sex Parented Families Unintentional Censorship 444
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6413602
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8232427
关于积分的说明 17475196
捐赠科研通 5466300
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2888248
邀请新用户注册赠送积分活动 1864994
关于科研通互助平台的介绍 1703113