Electro-Bendable Metal–Organic Framework Nanosheets Enable Durable Electrocatalytic Water Oxidation at 1 A/cm2

催化作用 金属有机骨架 电催化剂 材料科学 金属 化学工程 无机化学 纳米技术 化学 电化学 电极 有机化学 冶金 物理化学 吸附 工程类
作者
Yuanwu Liu,Lirong Wang,Congcong Liu,Johannes Kresse,Marielle Deconinck,René Hübner,Daria Mikhailova,Yana Vaynzof,Xiaoming Zhang,Alexander Eychmüller
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:15 (11): 9353-9363 被引量:14
标识
DOI:10.1021/acscatal.5c02167
摘要

The oxygen evolution reaction (OER) is a pivotal process in electrochemical systems, including metal-air batteries and water-splitting technologies. Despite the promise of metal–organic frameworks (MOFs) as OER electrocatalysts, their stability at elevated current densities (>500 mA cm–2) remains a key challenge for industrial applications. Herein, we developed a bimetallic MOF electrocatalyst, Fe8.47Ni91.53-2-amino-1,4-benzendedicarboxylate (Fe8.47Ni91.53-BDC-NH2), exhibiting good stability at 1 A cm–2 for 100 h, with overpotentials of only 210 mV at 10 mA cm–2 and 273 mV at 100 mA cm–2. The enhanced activity of the catalyst originates from the bending of freestanding FeNi-BDC-NH2 nanosheets toward the nickel foam substrate during the OER, facilitating the formation of enlarged Mott–Schottky regions and accelerating electron transfer. Additionally, the reversible structural transformation of Ni-2-amino-1,4-benzendedicarboxylate (Ni-BDC-NH2) during the OER, coupled with the introduction of Fe ions, effectively prevents the overoxidation of the active β-NiOOH intermediate to γ-NiOOH, further boosting the OER performance. This work provides insights into structural and electronic modifications that enable MOFs to achieve both high performance and stability at industrial current densities.
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
qianwen完成签到,获得积分10
刚刚
简单的K完成签到,获得积分10
刚刚
kinruar发布了新的文献求助10
1秒前
大愚海棠完成签到,获得积分10
1秒前
共享精神应助小趴菜采纳,获得10
1秒前
淡定的幼南完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
ineout完成签到,获得积分10
2秒前
mengwensi完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
花花完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
molihuakai应助慕容雅柏采纳,获得10
3秒前
珞珈完成签到,获得积分10
3秒前
搜集达人应助三万五采纳,获得10
3秒前
gang完成签到,获得积分20
4秒前
WJDNG2完成签到,获得积分10
4秒前
puff完成签到,获得积分10
4秒前
imba81应助激动的冰淇淋采纳,获得10
5秒前
一一完成签到,获得积分10
5秒前
玛卡巴卡发布了新的文献求助10
5秒前
古古怪界丶黑大帅完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
文五完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
陈明娃完成签到,获得积分10
6秒前
奇奇苗苗完成签到,获得积分10
6秒前
科研小天才完成签到 ,获得积分10
7秒前
123发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
123完成签到,获得积分10
7秒前
年轻的小可完成签到 ,获得积分10
7秒前
逃跑土豆完成签到,获得积分10
7秒前
notsoeasy完成签到,获得积分10
7秒前
wsj发布了新的文献求助10
7秒前
张鸿杰完成签到,获得积分10
7秒前
Disguise完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
柒_l完成签到,获得积分10
8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
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Social Skills Improvement System-Rating Scales--Chinese Version 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 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 7253170
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8875348
关于积分的说明 18736290
捐赠科研通 6933751
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3199896
关于科研通互助平台的介绍 2374618
邀请新用户注册赠送积分活动 2174539