Spin Effect to Regulate the Electronic Structure of Ir─Fe Aerogels for Efficient Acidic Water Oxidation

密度泛函理论 过电位 双金属片 气凝胶 磁矩 催化作用 材料科学 电子能带结构 带隙 电子结构 凝聚态物理 化学物理 纳米技术 化学 计算化学 物理化学 光电子学 物理 电极 有机化学 电化学
作者
Cunyuan Gao,Juan Wang,René Hübner,Jinhua Zhan,Mingwen Zhao,Yangyang Li,Bin Cai
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:20 (33): e2400875-e2400875 被引量:16
标识
DOI:10.1002/smll.202400875
摘要

"Spin" has been recently reported as an important degree of electronic freedom to promote catalysis, yet how it influences electronic structure remains unexplored. This work reports the spin-induced orbital hybridization in Ir─Fe bimetallic aerogels, where the electronic structure of Ir sites is effectively regulated by tuning the spin property of Fe atoms. The spin-optimized electronic structure boosts oxygen evolution reaction (OER) electrocatalysis in acidic media, resulting in a largely improved catalytic performance with an overpotential of as low as 236 mV at 10 mA cm-2. Furthermore, the gelation kinetics for the aerogel synthesis is improved by an order of magnitude based on the introduction of a magnetic field. Density functional theory calculation reveals that the increased magnetic moment of Fe (3d orbital) changes the d-band structure (i.e., the d-band center and bandwidth) of Ir (5d orbital) via orbital hybridization, resulting in optimized binding of reaction intermediates. This strategy builds the bridge between the electron spin theory with the d-band theory and provides a new way for the design of high-performance electrocatalysts by using spin-induced orbital interaction.
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
独特亦寒发布了新的文献求助10
1秒前
自觉的听安完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
2秒前
FashionBoy应助无疆_行者采纳,获得10
2秒前
灞波儿奔应助zzj采纳,获得10
3秒前
3秒前
大虎发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
小羊完成签到,获得积分10
5秒前
乐乐应助常乐采纳,获得10
5秒前
5秒前
Orange应助ni采纳,获得10
5秒前
独特亦寒完成签到,获得积分10
6秒前
tt发布了新的文献求助10
6秒前
嘻嘻完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
Akim应助Jakeberry233采纳,获得10
7秒前
xiaoxiao应助心心采纳,获得10
8秒前
飘逸的梦竹完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
深藏blue发布了新的文献求助10
9秒前
FashionBoy应助puzhongjiMiQ采纳,获得10
9秒前
9秒前
科研通AI6.2应助puzhongjiMiQ采纳,获得10
9秒前
大个应助石狗西采纳,获得10
9秒前
科研通AI6.4应助puzhongjiMiQ采纳,获得10
9秒前
科研通AI6.4应助puzhongjiMiQ采纳,获得10
9秒前
NexusExplorer应助puzhongjiMiQ采纳,获得10
9秒前
周翔完成签到,获得积分10
9秒前
丘比特应助puzhongjiMiQ采纳,获得10
9秒前
完美世界应助puzhongjiMiQ采纳,获得10
9秒前
科研通AI6.4应助puzhongjiMiQ采纳,获得10
9秒前
SciGPT应助puzhongjiMiQ采纳,获得10
9秒前
xixi发布了新的文献求助10
9秒前
Enigma_GEB应助puzhongjiMiQ采纳,获得10
9秒前
鱼鱼发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
打打应助Kikyo采纳,获得10
11秒前
小白完成签到,获得积分10
11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
Rosenblum, Global Change Biology 800
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
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 7774394
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9316463
关于积分的说明 20350941
捐赠科研通 7360400
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3317536
关于科研通互助平台的介绍 2465932
邀请新用户注册赠送积分活动 2332773