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:73
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 H2SO4 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 Mn3+–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
一二发布了新的文献求助10
1秒前
jiawei完成签到,获得积分10
1秒前
yfzhang发布了新的文献求助10
1秒前
2052669099发布了新的文献求助10
2秒前
lizishu应助an602采纳,获得10
4秒前
wang完成签到,获得积分10
7秒前
七七发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
8秒前
9秒前
9秒前
橙熟发布了新的文献求助10
9秒前
沉静的万天完成签到,获得积分10
10秒前
寒冷的语蝶完成签到 ,获得积分10
10秒前
11秒前
禾苗完成签到 ,获得积分10
11秒前
纵横无阙完成签到,获得积分10
11秒前
Willow完成签到,获得积分10
12秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
所所应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
12秒前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
SciGPT应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
乐乐应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
大方寄风发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
NexusExplorer应助科研通管家采纳,获得30
13秒前
13秒前
上官若男应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
CodeCraft应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
13秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
初景应助科研通管家采纳,获得20
13秒前
yscr发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
命苦科研人完成签到 ,获得积分10
14秒前
TvTiing发布了新的文献求助10
15秒前
就这样吧发布了新的文献求助10
15秒前
脑洞疼应助Autaro采纳,获得10
16秒前
16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
Molecular Mechanisms of Photosynthesis, 4th Edition 1000
Organic Reactions, Volume 116 1000
Current concepts in cutaneous toxicity : proceedings of the Fourth Conference on Cutaneous Toxicity, Washington, D.C., May 9-11, 1979 1000
The recovery-stress questionnaires : user manual 600
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 7256819
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8878678
关于积分的说明 18753099
捐赠科研通 6936893
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3200915
关于科研通互助平台的介绍 2375047
邀请新用户注册赠送积分活动 2176550