清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Electronic structure regulation in the design of low-cost efficient electrocatalysts: From theory to applications

材料科学 电化学 电化学能量转换 电子转移 纳米技术 析氧 质子交换膜燃料电池 贵金属 电催化剂 分解水 催化作用 电极 金属 化学 光化学 物理化学 生物化学 光催化 冶金
作者
Ruiqi Cheng,Yulin Min,Huanxin Li,Chaopeng Fu
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier BV]
卷期号:115: 108718-108718 被引量:158
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2023.108718
摘要

Electrocatalysts play a pivotal role in reducing the reaction barriers for key reactions such as the oxygen reduction reaction (ORR), oxygen evolution reaction (OER), and hydrogen evolution reaction (HER), which are essential for the development of environment-friendly energy conversion devices including metal air batteries (MABs), proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs), oxyhydrogen fuel cells (OFC), and water electrolyzers (WE). Despite the acknowledged effectiveness of noble metals (Pt, Ir, Ru-based) as electrocatalysts, their high cost and scarcity greatly limit their large-scale application. Thus, there is an urgent need to design low precious metal loading/noble metal-free electrocatalysts. The electronic structure plays a crucial role in determining the efficiency of electron transfer during electrochemical reactions. Modifying the electronic structure can facilitate charge transfer processes or create efficient active sites with low reaction energy barriers, both of which are beneficial for designing low precious metal loading/noble metal-free electrocatalysts with high catalytic activity. In this article, we review strategies for modifying materials without introducing other phases (known as self-modification) and introducing other phases (known as multi-phase modification). Specifically, self-modification strategies including heteroatom doping, edge/vacancy engineering, functional group introducing, tuning the exposed crystal planes, and multi-phase modification strategies regarding heterostructure creation are analyzed in detail. These strategies are useful for designing electrocatalysts that reinforce the electron transfer process during electrochemical reactions. Additionally, two approaches for accelerating the electron transfer on the electrode including designing bind-free/integrated electrode structure and constructing membrane electrode assembly, have also been discussed for pushing forward the practical application. At last, we provide a comprehensive summary and future perspectives of both self-modification/multi-phase modification strategies and practical application of these efficient low-cost electrocatalysts in this article.
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
Thunnus001完成签到 ,获得积分10
8秒前
drhkc完成签到,获得积分10
20秒前
少少完成签到 ,获得积分10
49秒前
51秒前
57秒前
LeoBigman完成签到 ,获得积分10
1分钟前
李爱国应助heekkll采纳,获得10
2分钟前
凉雨渲完成签到,获得积分10
2分钟前
Copyright应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
Hao完成签到,获得积分10
3分钟前
4分钟前
在水一方应助纯真的坤采纳,获得10
4分钟前
king完成签到 ,获得积分10
4分钟前
积极忆翠发布了新的文献求助10
4分钟前
披着羊皮的狼完成签到 ,获得积分0
4分钟前
4分钟前
超男完成签到 ,获得积分10
4分钟前
纯真的坤发布了新的文献求助10
4分钟前
纯真的坤完成签到,获得积分10
4分钟前
ZYD完成签到 ,获得积分10
4分钟前
研友_nxw2xL完成签到,获得积分10
5分钟前
5分钟前
changfox完成签到,获得积分10
5分钟前
pan发布了新的文献求助10
5分钟前
如歌完成签到,获得积分10
5分钟前
Copyright应助科研通管家采纳,获得10
5分钟前
Aletheia完成签到 ,获得积分10
5分钟前
NexusExplorer应助雪白小丸子采纳,获得30
6分钟前
pan完成签到,获得积分10
6分钟前
积极忆翠发布了新的文献求助10
6分钟前
Wenjing完成签到 ,获得积分10
6分钟前
沙海沉戈完成签到,获得积分0
6分钟前
CipherSage应助积极忆翠采纳,获得10
7分钟前
Sundstein发布了新的文献求助10
7分钟前
蝎子莱莱xth完成签到,获得积分10
7分钟前
氢锂钠钾铷铯钫完成签到,获得积分10
7分钟前
Square完成签到,获得积分10
7分钟前
Yewen完成签到,获得积分10
8分钟前
snowbug应助雪山飞龙采纳,获得10
8分钟前
羞涩的问兰完成签到,获得积分10
8分钟前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
Prescott's Microbiology: 2026 Release ISE 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
Cronologia da história de Macau 5000
Merrill's Atlas of Radiographic Positioning and Procedures - 3-Volume Set, 16th Edition 2000
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 1000
Erwählung und Berufung bei Paulus: Bedeutung, Entwicklung und Funktion einer Vorstellung in ihrem frühjüdischen und griechisch-römischen Kontext 850
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 7144565
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8791830
关于积分的说明 18580814
捐赠科研通 6737148
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3157218
关于科研通互助平台的介绍 2286880
邀请新用户注册赠送积分活动 2131607