Structure and Oxygen Evolution Activity of β-NiOOH: Where Are the Protons?

扩展X射线吸收精细结构 密度泛函理论 电子结构 催化作用 过渡金属 电化学 化学 析氧 阴极 氢氧化物 化学物理 电催化剂 材料科学 结晶学 物理化学 无机化学 计算化学 吸收光谱法 电极 物理 量子力学 生物化学
作者
Qi Hu,Yufeng Xue,Jianxin Kang,Iván Scivetti,Gilberto Teobaldi,Annabella Selloni,Lin Guo,Yuandong Niu
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:12 (1): 295-304 被引量:68
标识
DOI:10.1021/acscatal.1c04647
摘要

Ni oxides and oxyhydroxides (NiOx) have been studied for a long time as cathode materials for alkaline batteries and electrocatalysts for the oxygen evolution reaction (OER). Yet, understanding of the connection between their atomic and electronic structures and electrochemical performance or stability is still incomplete. In this work, we use first-principles density functional theory (DFT) calculations to revisit the structure, electronic properties, and OER activity of β-NiOOH, the catalytically active phase of NiOx. Following extensive DFT-based screening, we identify a hitherto overlooked structure characterized by a uniform distribution of H atoms on the NiO2 layers. All the Ni3+ cations in this structure exhibit an identical tg6eg1 electronic configuration with an occupied 3dz2 orbital. Comparison of the calculated bond lengths with extended X-ray absorption fine structure (EXAFS) data unequivocally supports this structure relative to all other low-energy configurations. Based on this structure, we uncover and detail defect-dominated OER mechanisms on the basal β-NiOOH (001) surface, with overpotentials as low as 0.39 V. The present results should provide a valuable contribution to ongoing efforts for understanding and developing enhanced transition-metal hydroxide catalysts for the OER.
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
科研通AI6.4应助cic采纳,获得10
刚刚
情怀应助翟zhai采纳,获得10
刚刚
小柴虎完成签到,获得积分10
刚刚
daI夫人完成签到,获得积分10
1秒前
英俊的铭应助满树春风采纳,获得10
1秒前
小布丁发布了新的文献求助30
1秒前
马神爸爸完成签到,获得积分20
2秒前
3秒前
香蕉觅云应助略略略采纳,获得10
3秒前
单纯无声完成签到 ,获得积分10
3秒前
5秒前
5秒前
溜溜蛋发布了新的文献求助10
5秒前
11完成签到,获得积分10
5秒前
李妍庆发布了新的文献求助10
5秒前
bkagyin应助火箭筒采纳,获得10
6秒前
玉子发布了新的文献求助10
6秒前
ww发布了新的文献求助10
6秒前
所所应助清茶旧友采纳,获得10
6秒前
FN_09完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
ChemPhys完成签到 ,获得积分10
7秒前
9秒前
崇凛完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
Dawei_YZU发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
Somnolence咩完成签到,获得积分10
11秒前
小二郎应助123采纳,获得10
11秒前
12秒前
12秒前
绿海龟发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
shiyu发布了新的文献求助10
13秒前
LHL完成签到,获得积分10
13秒前
FN_09发布了新的文献求助10
13秒前
aaa完成签到,获得积分10
14秒前
莫若以明完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
高分求助中
Annie Ernaux: De la perte au corps glorieux 600
类器官构建与应用:从基础到前沿 500
Petrology and Plate Tectonics,2025 500
Optical Coating Design with the Essential Macleod 400
A revision of Limenitis helmanni and its related species (Nymphalidae) from Central and South China 400
Moore's Clinically Oriented Anatomy 10th Edition 400
Direct and Iterative Linear System Solvers 400
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6786234
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8508052
关于积分的说明 18120546
捐赠科研通 6092665
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3020339
邀请新用户注册赠送积分活动 1997192
关于科研通互助平台的介绍 1984187