Synergistic Chalcogenate and Fluorine Engineering on Metal Oxyhydroxides Breaks the OER Scaling Relationship

过电位 析氧 催化作用 分解水 电负性 电化学 磷化物 无机化学 吸附 化学工程 化学 物理化学 电极 有机化学 光催化 工程类
作者
Keyu Wang,Shiyi Li,Jiankun Li,Chen Liang,Jiayu Li,Linfeng Lei,Minghui Zhu,Linzhou Zhuang,Jun Chen,Zhi Ping Xu,Xiangdong Yao
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:64 (42): e202511112-e202511112
标识
DOI:10.1002/anie.202511112
摘要

Abstract The oxygen evolution reaction (OER), a bottleneck in electrochemical water splitting, is fundamentally limited by a scaling relationship between the binding energies of key intermediates (OH* and OOH*), imposing a minimum theoretical overpotential of 0.37 eV. Breaking this scaling relationship is crucial for enhancing OER activity, yet effective strategies remain scarce. We demonstrate that the introduction of high‐electronegativity fluorion on chalcogenate‐adsorbed nickel‐iron oxyhydroxide (NiFeOOH) significantly shortens hydrogen bonds between the chalcogenate and OER intermediates (*OH and *OOH). This shortening promotes proton transfer kinetics and lowers the theoretical overpotential to 0.27 eV. Guided by these calculations, the co‐adsorption of chalcogenate and fluorion on metal oxyhydroxide (NiFeSF‐R) catalyst is synthesized, and it achieves 1.0 A cm −2 at an ultralow overpotential of 304 mV in 1.0 M KOH, a substantial improvement of 106 and 182 mV compared to NiFeS‐R and NiFe, respectively. Notably, NiFeSF‐R exhibits exceptional stability, sustaining 1.0 A cm −2 for over 500 h with negligible degradation. In an anion exchange membrane water electrolyzer, the NiFeSF‐R anode stably achieves 1.0 A cm −2 at 1.73 V for 700 h at 50 °C. This work highlights the potential of local coordination environment tuning to break scaling relationships for high‐performance OER catalysts.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
Li发布了新的文献求助10
刚刚
香蕉寒梅完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
123发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
3秒前
烟花应助Lengbo采纳,获得10
3秒前
4秒前
4秒前
Pursue。完成签到,获得积分10
5秒前
建浩完成签到,获得积分10
6秒前
图南发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
7秒前
呜呼完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
8秒前
不配.给青春梦的求助进行了留言
8秒前
9秒前
付小佳完成签到,获得积分10
9秒前
wjx发布了新的文献求助10
9秒前
修仙中应助pinklay采纳,获得10
10秒前
11秒前
罗洛洛发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
12秒前
RZJH完成签到 ,获得积分10
12秒前
小白小白发布了新的文献求助10
12秒前
hanyue发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
15秒前
科研通AI6应助王昊雨采纳,获得10
15秒前
林美莉给林美莉的求助进行了留言
15秒前
15秒前
珍奇完成签到,获得积分20
16秒前
chenqiumu应助maolin采纳,获得30
16秒前
16秒前
今后应助zhangguo采纳,获得10
16秒前
meperidine完成签到,获得积分10
17秒前
香蕉觅云应助lululu采纳,获得10
19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
Fermented Coffee Market 2000
PARLOC2001: The update of loss containment data for offshore pipelines 500
Critical Thinking: Tools for Taking Charge of Your Learning and Your Life 4th Edition 500
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 500
A Manual for the Identification of Plant Seeds and Fruits : Second revised edition 500
Constitutional and Administrative Law 400
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 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5262360
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4423393
关于积分的说明 13769561
捐赠科研通 4298047
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2358231
邀请新用户注册赠送积分活动 1354555
关于科研通互助平台的介绍 1315726