A Dual‐Function Catalyst for Efficient Electrocatalytic Water Splitting: Harnessing the Synergy of Cobalt‐Phosphorus‐Nitrogen PN3P

催化作用 分解水 氮气 双重功能 材料科学 电催化剂 对偶(语法数字) 无机化学 化学 电化学 物理化学 电极 有机化学 冶金 艺术 工程类 工程制图 文学类 光催化 轮廓
作者
Pradip Kumar Das,Priyanka Chakraborty,Bholanath Maity,Théo P. Gonçalves,Sudipta Chatterjee,Karthik Peramaiah,Subhra Samanta,Luigi Cavallo,Kuo‐Wei Huang
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:: e2505350-e2505350 被引量:2
标识
DOI:10.1002/smll.202505350
摘要

Abstract A robust cobalt‐based PN 3 P‐pincer molecular complex is introduced that serves as an efficient bifunctional electrocatalyst for electrochemical water splitting. This water‐soluble, electron‐deficient cobalt PN 3 P‐pincer complex demonstrates impressive catalytic activity for both the oxygen evolution reaction (OER) and hydrogen evolution reaction (HER), utilizing metal‐ligand cooperation to optimize the overpotential for water splitting. Importantly, the (pseudo)dearomatized species, with a nucleus‐independent chemical shift (NICS) value of −14.6, show excellent OER activity, while the aromatized species achieve superior HER performance at an exceptionally low overall overpotential (≈0.46 V), outperforming other reported cobalt‐based molecular catalysts. Stability assessments confirm the catalyst's durability during prolonged electrolysis, exhibiting minimal decomposition and high Faradaic efficiency. Insights from density functional theory (DFT) calculations demonstrate a lower‐energy pathway for the (pseudo)dearomatized complex in the OER, consistent with experimental results. This research emphasizes the promise of aromaticity‐controlled molecular design for enhancing electrocatalytic water splitting, contributing to renewable energy applications and sustainable hydrogen production.
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