Chromium Promotes Phase Transformation to Active Oxyhydroxide for Efficient Oxygen Evolution

析氧 氧气 转化(遗传学) 催化作用 相(物质) 化学 化学工程 材料科学 物理化学 有机化学 工程类 基因 生物化学 电极 电化学
作者
Yong Wang,Sijia Liu,Yunpu Qin,Yongzhi Zhao,Luan Liu,Di Zhang,Jianfang Liu,Yadong Liu,Aimin Chu,Haoyang Wu,Baorui Jia,Xuanhui Qu,Hao Li,Mingli Qin
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:14 (18): 13759-13767 被引量:45
标识
DOI:10.1021/acscatal.4c03974
摘要

The oxygen evolution reaction (OER) is crucial for renewable energy technologies like metal–air batteries and water splitting. However, it suffers from sluggish kinetics, necessitating a high-activity and stable catalyst. In this study, we used Density Functional Theory (DFT) calculations to demonstrate that Cr doping favors the phase transition of metal (Fe, Co, Ni) hydroxide to the active phase oxyhydroxide. We synthesized FeCoNiCr hydroxide using an aqueous sol–gel method, ensuring that the four elements Fe, Co, Ni, and Cr are uniformly distributed at the atomic level. As an OER catalyst, FeCoNiCr hydroxide exhibits a very low overpotential of 224 mV in alkaline media, which is 52 mV lower than that of FeCoNi hydroxide, placing it among the best nonprecious metal catalysts reported so far. Additionally, it demonstrates long-term catalytic stability of 150 h. An assembled Zn-Air battery with FeCoNiCr hydroxides was cycled stably for 160 h with a low discharge/charge voltage difference of 0.70 V. DFT calculations and microkinetic modeling demonstrated that Cr doping significantly optimized the adsorption energies of OER intermediates at the Ni and Co sites, thereby enhancing overall OER activity. Bader charge calculations further revealed that Ni and Co in the catalysts consistently maintained a +3 valence throughout the OER process, which is beneficial for OER catalysis.
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
完美清炎完成签到,获得积分20
1秒前
Molly发布了新的文献求助10
1秒前
健忘溪流发布了新的文献求助10
3秒前
星辰大海应助DADA采纳,获得10
3秒前
yu123123发布了新的文献求助10
3秒前
华仔应助臭妹妹采纳,获得10
3秒前
film发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
ChenJc发布了新的文献求助10
5秒前
7秒前
大模型应助skiller采纳,获得10
7秒前
8秒前
8秒前
汉堡包应助西地那非兄采纳,获得30
9秒前
10秒前
10秒前
一瓶罐发布了新的文献求助10
11秒前
无极微光应助LeafJin采纳,获得20
11秒前
lly2025完成签到,获得积分10
12秒前
噜啦啦发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
13秒前
14秒前
雷小牛完成签到 ,获得积分10
14秒前
Rest应助山树采纳,获得10
14秒前
慕青应助爽朗的小王同学采纳,获得10
14秒前
陈谨诺完成签到,获得积分10
14秒前
阿玖_蹲PDF中完成签到,获得积分10
14秒前
rpFengMing发布了新的文献求助10
15秒前
爱睡觉发布了新的文献求助10
15秒前
KinoFreeze完成签到 ,获得积分10
15秒前
cangmingzi发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
16秒前
17秒前
臭妹妹发布了新的文献求助10
17秒前
伊莎贝拉发布了新的文献求助10
17秒前
Lucas应助单薄绿海采纳,获得10
18秒前
狗妹那塞完成签到,获得积分10
18秒前
Molly完成签到,获得积分10
18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
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
CLSI VET01S-2024 Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacteria Isolated From Animals (7th Ed) 500
A Case Study on Hotels as Noncongregate Emergency Living Accommodations for Returning Citizens 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7764230
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9308452
关于积分的说明 20305907
捐赠科研通 7348907
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3314299
关于科研通互助平台的介绍 2463883
邀请新用户注册赠送积分活动 2328400