Zwitterion‐Modified NiFe OER Catalyst Achieving Ultrastable Anion Exchange Membrane Water Electrolysis via Dynamic Alkaline Microenvironment Engineering

两性离子 离子交换 电解 催化作用 化学工程 化学 波段3 碱性水电解 离子 材料科学 无机化学 有机化学 生物化学 物理化学 工程类 膜蛋白 电极 电解质 分子
作者
Wenlong Li,Yunxuan Ding,Yilong Zhao,Zhiheng Li,Gaoxin Lin,Linqin Wang,Licheng Sun
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:64 (33): e202505924-e202505924 被引量:43
标识
DOI:10.1002/anie.202505924
摘要

Abstract The development of efficient nonprecious metal electrocatalysts for industrial anion exchange membrane water electrolysis (AEM‐WE) remains challenging, primarily due to sluggish OH − transfer from the anion exchange membrane (AEM) to catalytic sites, causing H + accumulation and performance degradation. Herein, we developed a zwitterion‐modified NiFe catalyst (z‐NiFe) through gradient soaking, facilitates rapid OH − transfer across the AEM‐electrocatalyst interface, effectively neutralizing the generated H + and enhancing catalytic performance. In‐situ Raman spectroscopy and OH − conductivity measurements reveal an alkaline‐enriched surface environment, which inhibits H + accumulation‐induced chemical corrosion and enhances water oxidation performances. Density functional theory (DFT) analysis demonstrates that zwitterions stabilize adsorbed oxygen during catalysis, and reduce the overpotential of oxygen evolution reaction (OER). The z‐NiFe shows an ultralow Tafel slope (28.5 mV dec −1 ) and high activity (190 mV overpotential at 1000 mA cm −2 ) in 1 M KOH. When integrated into an AEM‐WE system, the z‐NiFe‐catalyzed AEM‐WE device exhibits a low cell voltage of 1.76 V at 1000 mA cm −2 and record‐breaking durability over 14000 h, with a voltage degradation rate of 12.3 µV h −1 , representing a significant advancement in AEM‐WE technology.
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
Sesenta1完成签到,获得积分10
1秒前
科研通AI6.3应助x跳采纳,获得10
1秒前
田彬杰完成签到,获得积分10
2秒前
sun发布了新的文献求助10
2秒前
超级感谢大佬完成签到,获得积分10
2秒前
qx完成签到,获得积分20
2秒前
充电宝应助专一的碧彤采纳,获得10
3秒前
漫漫发布了新的文献求助10
3秒前
涛123完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
橘子小狗发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
搜集达人应助Gshwsh采纳,获得10
4秒前
卡皮巴拉完成签到 ,获得积分10
4秒前
宵荷完成签到,获得积分10
5秒前
timw发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
cola完成签到 ,获得积分10
6秒前
zyj完成签到,获得积分10
6秒前
木南发布了新的文献求助10
6秒前
H1发布了新的文献求助10
6秒前
热情的乐荷完成签到,获得积分20
7秒前
堀江真夏完成签到 ,获得积分0
7秒前
7秒前
万能图书馆应助海之恋心采纳,获得10
7秒前
qtpg完成签到 ,获得积分10
7秒前
www发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
果子发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
Owen应助Hanluchen采纳,获得10
9秒前
lu完成签到,获得积分10
9秒前
jiying发布了新的文献求助20
9秒前
进取拼搏发布了新的文献求助10
10秒前
Gauss应助隔壁老王采纳,获得30
10秒前
10秒前
虚幻雪一完成签到,获得积分10
10秒前
搜集达人应助cyll采纳,获得10
10秒前
田様应助Botas77采纳,获得10
10秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
ズームレンズの光学設計に関する研究 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7299210
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8917747
关于积分的说明 18884187
捐赠科研通 6964140
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3210828
关于科研通互助平台的介绍 2380202
邀请新用户注册赠送积分活动 2187398