Synergetic Modulation of Electronic Properties of Cobalt Oxide via “Tb” Single Atom for Uphill Urea and Water Electrolysis

材料科学 电解 尿素 氧化钴 Atom(片上系统) 氧化物 调制(音乐) 无机化学 冶金 物理化学 电极 有机化学 化学 物理 电解质 嵌入式系统 计算机科学 声学
作者
Sara Ajmal,Aamir Rasheed,Wenxiang Sheng,Ghulam Dastgeer,Quynh Anh T. Nguyen,Peihong Wang,Ping Chen,Shoujie Liu,Viet Q. Bui,Manzhou Zhu,Peng Li,Dingsheng Wang
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:37 (1): e2412173-e2412173 被引量:25
标识
DOI:10.1002/adma.202412173
摘要

Abstract Exploring single‐atom (SA) catalysts in hybrid urea‐assisted water electrolysis offers a viable alternative to both Hydrogen (H 2 ) generation and polluted water treatment. However, the unfavorable electronic stabilization, low SA content, intrinsically slow kinetics, and imbalanced adsorption‐desorption steps are the bottleneck for its scale‐up implementation. Herein, a rare‐earth Terbium single atom (Tb SA ) is topologically stabilized on defect‐rich Co 3 O 4 (Tb SA @d‐Co 3 O 4 ) by Tb─O co‐ordination for urea oxidation reaction (UOR) and H 2 evolution reaction (HER). Benefitting from the strong Tb SA interaction with the d‐Co 3 O 4, the Tb SA @d‐Co 3 O 4 achieves a 10 mA cm −2 current density at 1.27 V and −35 mV for UOR and HER, respectively. Remarkably, when Tb SA @d‐Co 3 O 4 is applied as a bi‐functional catalyst in a two‐electrode system, it merely requires 1.22 V to acquire 10 mA cm −2 with excellent operational stability for 100 h. The hybrid electrolyzer can be successfully empowered by the triboelectric nanogenerator, AA battery, and solar panel with a nominal potential of 1.5 V. The mechanistic investigation predicts “Tb SA ” insertion in d‐Co 3 O 4 lowered the potential determining step, attributed to balanced reaction energetics for adsorption‐desorption of intermediates and favorable charge transfer characteristics for UOR. This work offers a new paradigm to explore the catalytic properties of rare‐earth “ f ‐block” elements to create advanced electrocatalysts via structural modulation.
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
无尘完成签到 ,获得积分10
刚刚
Dylan发布了新的文献求助10
2秒前
fluu完成签到,获得积分20
2秒前
2秒前
4秒前
ivy关注了科研通微信公众号
4秒前
101发布了新的文献求助10
5秒前
111哩完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
小肥肉完成签到,获得积分20
9秒前
呆呆羔羊完成签到 ,获得积分10
10秒前
qjw发布了新的文献求助30
10秒前
13秒前
13秒前
ISLAND发布了新的文献求助10
13秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
14秒前
Sherry完成签到 ,获得积分10
15秒前
青云完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
充电宝应助Jian采纳,获得10
17秒前
迷人的冥完成签到,获得积分10
18秒前
顾矜应助小肥肉采纳,获得10
18秒前
搜集达人应助新伟张采纳,获得10
18秒前
19秒前
阔达的海完成签到,获得积分10
21秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
23秒前
星辰大海应助qjw采纳,获得10
26秒前
东邪西毒加任我行完成签到,获得积分10
27秒前
一条小胖鱼完成签到,获得积分10
28秒前
胡国伦完成签到 ,获得积分10
28秒前
Dian完成签到 ,获得积分10
28秒前
打打应助bb采纳,获得10
29秒前
申哥完成签到,获得积分20
29秒前
30秒前
小徐完成签到 ,获得积分10
30秒前
CCCCCL完成签到,获得积分10
31秒前
韦广阔发布了新的文献求助10
31秒前
31秒前
申哥发布了新的文献求助50
35秒前
1212发布了新的文献求助10
36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
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Ägyptische Geschichte der 21.–30. Dynastie 2500
Human Embryology and Developmental Biology 7th Edition 2000
The Developing Human: Clinically Oriented Embryology 12th Edition 2000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
„Semitische Wissenschaften“? 1510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5742086
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5405647
关于积分的说明 15343886
捐赠科研通 4883555
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2625085
邀请新用户注册赠送积分活动 1573951
关于科研通互助平台的介绍 1530896