Complex Iridate Solid Solutions for Catalyzing Oxygen Evolution Reaction: Comparison of Elemental Leaching and Stability Numbers

化学 浸出(土壤学) 氧气 理论(学习稳定性) 化学工程 无机化学 有机化学 生态学 机器学习 土壤水分 计算机科学 工程类 生物
作者
Ki Hyun Park,Young-Hwan Lim,Hyung Bin Bae,Jun Seop Kim,S.-H. Lee,Dongho Kim,Sung‐Yoon Chung
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:147 (21): 17725-17738 被引量:3
标识
DOI:10.1021/jacs.5c00380
摘要

As predicted by the Hume-Rothery rules, forming solid solutions of rutile IrO2 with other metal oxides that have different crystal structures is thermodynamically challenging. Consequently, achieving high solubility of foreign elements in Ir-based solid-solution oxides has been significantly limited. We demonstrate that hexagonal-perovskite BaIrO3 can serve as a flexible matrix oxide capable of incorporating a wide spectrum of (post)transition-metal cations with different electronic structures, ranging from d0 to d10 configurations. Among 12 cation solutes, Ta5+, Nb5+, and Zr4+ are found to be stable without substantial leaching during the oxygen evolution reaction (OER) under acidic condition. Acceptor-type trivalent cations, including Sc3+, In3+, and Fe3+, are identified to leach out gradually from the particle surface while enhancing the OER catalytic activity. Both X-ray absorption spectroscopy and ab initio molecular dynamics simulations consistently show that the robust face-sharing [IrO6] octahedral framework of the solid solutions remains unperturbed unless electrochemical leaching rapidly occurs. As a result, notably high S-numbers, on the order of 106, are achievable at pH = 1. Although our work focuses on single-element incorporation, it is suggested that the solid-solution methodology is an effective strategy for developing stable, long-lasting OER catalysts with further reduced Ir usage for acidic water oxidation.
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
刚刚
闫上走完成签到,获得积分10
1秒前
向阳完成签到 ,获得积分10
1秒前
hhhbbb发布了新的文献求助10
1秒前
CodeCraft应助once采纳,获得10
1秒前
Fantastic0824完成签到,获得积分10
1秒前
bioseraph完成签到,获得积分10
2秒前
Aiden完成签到,获得积分10
2秒前
韩a11发布了新的文献求助30
2秒前
阿晃发布了新的文献求助10
2秒前
Horizon完成签到,获得积分10
2秒前
南荒完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
taotao216完成签到,获得积分10
3秒前
小陈应助梦自然采纳,获得10
3秒前
4秒前
Zhang完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
ciki完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
外向白凡完成签到,获得积分10
5秒前
phw完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
幻听发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
深情安青应助强健的季节采纳,获得10
7秒前
7秒前
7秒前
dryy完成签到,获得积分10
8秒前
lucky发布了新的文献求助20
8秒前
白了个白发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
Anima发布了新的文献求助10
9秒前
小蘑菇应助蓬蓬采纳,获得10
9秒前
赵贰宝完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
Owen应助轻松的斌采纳,获得10
10秒前
懒祝xifeng发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
10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
晶种分解过程与铝酸钠溶液混合强度关系的探讨 8888
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
The Sage Handbook of Digital Labour 600
汪玉姣:《金钱与血脉:泰国侨批商业帝国的百年激荡(1850年代-1990年代)》(2025) 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 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 6416363
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8235278
关于积分的说明 17491243
捐赠科研通 5469216
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2889387
邀请新用户注册赠送积分活动 1866393
关于科研通互助平台的介绍 1703716