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,Huijuan Liu
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:12 (1): 295-304 被引量:39
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
sunianjinshi完成签到,获得积分10
1秒前
www完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
初晴发布了新的文献求助10
1秒前
小二郎应助Junehe采纳,获得10
1秒前
WxChen完成签到,获得积分10
1秒前
嘿小白完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
zzyt完成签到,获得积分10
3秒前
困困困完成签到 ,获得积分20
3秒前
zbb发布了新的文献求助10
4秒前
LLoud发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
张萌发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
5秒前
5秒前
科研通AI5应助zhang采纳,获得10
6秒前
thy完成签到 ,获得积分10
6秒前
zgliu78发布了新的文献求助10
6秒前
传奇3应助aaron9898采纳,获得10
6秒前
科研通AI5应助orangepearpear采纳,获得10
7秒前
7秒前
8秒前
静默完成签到 ,获得积分10
8秒前
Yana1311发布了新的文献求助100
8秒前
丘比特应助淡晴采纳,获得10
8秒前
慕青应助燕儿采纳,获得10
9秒前
9秒前
chen发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
可爱的函函应助犹豫的稀采纳,获得10
10秒前
10秒前
sdl发布了新的文献求助10
10秒前
CY发布了新的文献求助10
10秒前
粗心的绾绾应助qw采纳,获得10
11秒前
11秒前
11秒前
初晴完成签到,获得积分10
12秒前
丘比特应助耍酷的天德采纳,获得10
13秒前
高分求助中
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 600
Разработка метода ускоренного контроля качества электрохромных устройств 500
Chinesen in Europa – Europäer in China: Journalisten, Spione, Studenten 500
Arthur Ewert: A Life for the Comintern 500
China's Relations With Japan 1945-83: The Role of Liao Chengzhi // Kurt Werner Radtke 500
Two Years in Peking 1965-1966: Book 1: Living and Teaching in Mao's China // Reginald Hunt 500
Epigenetic Drug Discovery 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3818231
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3361374
关于积分的说明 10412557
捐赠科研通 3079607
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1691291
邀请新用户注册赠送积分活动 814471
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 768178