Triggering the Dual-Metal-Site Lattice Oxygen Mechanism with In Situ-Generated Mn3+ Sites for Enhanced Acidic Oxygen Evolution

化学 氧气 析氧 催化作用 过电位 分解水 溶解 无机化学 物理化学 电化学 电极 有机化学 生物化学 光催化
作者
Jianyun Liu,Tanyuan Wang,Mingzi Sun,Mengyi Liao,Shiyu Wang,Shuxia Liu,Hao Shi,Yang Liu,Yue Shen,Ruiguo Cao,Yunhui Huang,Bolong Huang,Qing Li
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:146 (48): 33276-33287 被引量:84
标识
DOI:10.1021/jacs.4c14338
摘要

The development of high-performance non-Ir/Ru catalysts for the oxygen evolution reaction (OER) in acid is critical for the applications of proton exchange membrane water electrolyzers (PEMWEs). Here, we report a new kind of heterostructure catalyst by loading 5.8% Ag nanoparticles on MnO nanorods (Ag/MnO) for acidic OER. The as-prepared Ag/MnO requires only an overpotential of 196 mV for the OER at a current density of 10 mA cm –2 in 0.5 M H 2 SO 4 and operates in a PEMWE for over 300 h at a current density of 200 mA cm –2, representing one of the best non-Ir/Ru OER catalysts. Operando X-ray absorption spectroscopy confirms that the introduction of trace Ag can promote the generation of highly active Mn 3+ –O sites with oxygen vacancies at a low voltage, leading to a dual-metal-site lattice oxygen-mediated pathway with faster kinetics than the adsorbate evolution mechanism. Theoretical calculations indicate that the trace Ag promotes the overlap between the d orbitals of Mn and the s, p orbitals of O, thereby activating the lattice oxygen and reducing the OER energy barrier. The dissolution of Mn is also suppressed by Ag due to the increased energy for vacancy formation of Mn, where the stability number reaches a high value of 3058, supporting improved structural stability.
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
小赵发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
wangwang完成签到,获得积分20
1秒前
再睡亿分钟完成签到 ,获得积分10
2秒前
巫万声完成签到,获得积分10
3秒前
hotpig460完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
wangwang发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
王靖宇发布了新的文献求助10
5秒前
东方欲晓发布了新的文献求助10
5秒前
ldh关注了科研通微信公众号
5秒前
苹果可燕完成签到 ,获得积分10
6秒前
7秒前
7秒前
Alyssa完成签到,获得积分10
8秒前
kk完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
澳bobo发布了新的文献求助10
9秒前
万能图书馆的应助被m弟采纳,获得10
9秒前
10秒前
11秒前
11秒前
酷炫向日葵完成签到,获得积分10
12秒前
Lucas的应助被小赵采纳,获得10
12秒前
13秒前
13秒前
华仔的应助被七听采纳,获得10
13秒前
Orange的应助被记得早睡采纳,获得10
13秒前
要减肥的香芦完成签到,获得积分10
14秒前
科研通AI6.2的应助被yanyanqin采纳,获得10
14秒前
友好巧曼发布了新的文献求助10
15秒前
Waney完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
空白、发布了新的文献求助10
16秒前
乐乐的应助被王靖宇采纳,获得10
16秒前
16秒前
东方欲晓发布了新的文献求助150
17秒前
17秒前
落后冰旋发布了新的文献求助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
Performance standards for antimicrobial disk and dilution susceptibility tests for bacteria isolated from animals 888
Rosenblum, Global Change Biology 800
Holistic Discourse Analysis, Second Edition by Robert E. Longacre (2012-09-10) 666
Final Report for the 2-D Test of Model 901 Rotor and Wing Airfoils (BSWT 592) 528
Berberine regulates the TLR4 signaling pathway to suppress hypoxia-induced proliferation and migration of pulmonary arterial smooth muscle cells 520
Organizational Behavior 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 物理 有机化学 化学工程 内科学 生物化学 复合材料 催化作用 心理学 细胞生物学 无机化学 电极 光电子学 人工智能
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7886439
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9398836
关于积分的说明 20828945
捐赠科研通 7488833
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3356539
关于科研通互助平台的介绍 2495279
邀请新用户注册赠送积分活动 2384610