High-valent Zirconium-doping modified Co3O4 weave-like nanoarray boosts oxygen evolution reaction

锆 兴奋剂 材料科学 析氧 氧气 纳米技术 化学工程 冶金 化学 光电子学 物理化学 工程类 电化学 电极 有机化学
作者
Guijin Yang,Botao Zhu,Yujun Fu,Jing Zhao,Yanna Lin,Daqiang Gao,Jinyun Li
出处
期刊:Journal of Alloys and Compounds [Elsevier BV]
卷期号:886: 161172-161172 被引量:33
标识
DOI:10.1016/j.jallcom.2021.161172
摘要

• Zr-doping Co 3 O 4 electrocatalysts were fabricated on nickel foam. • Zr-doping Co 3 O 4 weave-like nanoarray exhibits excellent alkaline OER activity. • The free energy of potential rate-determining step is reduced. • Morphology and electronic structure of Co 3 O 4 were optimized by Zr doping. • The design of the experiment can be guided and predicted via DFT calculations. Zr-doping Co 3 O 4 weave-like nanoarray as an efficient OER catalyst was designed under the guidance of DFT calculations. Zr doping in Co 3 O 4 can accelerate potential rate-determining step, regulate electronic structure and morphology, therefore, boost OER activity. It is urgently crucial to design high-performance and low-cost electrocatalysis for oxygen evolution reaction (OER) toward associated renewable energy systems. Herein, we reported that a certain amount of Zirconium doping in Co 3 O 4 can regulate the electronic structure and morphology, therefore, boost the OER electrocatalytic performance. Zr doped Co 3 O 4 demonstrates more excellent OER activity than pure Co 3 O 4 , as confirmed by density functional theory (DFT) calculations and experimental results, where the acceleration of potential rate-determining step and the improvement of conductivity are attributed to the introduction of Zr-dopants. Specifically, the as-synthesized 3D Zr-Co 3 O 4 /NF exhibits prominent OER activity with low overpotential 307 mV to drive current density of 20 mA cm −2 , modest Tafel slope of 99 mV dec −1 and robust stability in 1 M KOH electrolyte. Our work reveals a novel approach to disclose Zr as a feasible dopant to optimize electronic structure and OER catalytic performance of metal oxides, and also proves the guiding role of DFT calculations for reasonable preparation of high-efficiency 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
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
v0id的应助被不想上班采纳,获得10
刚刚
emm发布了新的文献求助10
刚刚
刘岩发布了新的文献求助30
刚刚
刚刚
1秒前
Shaw发布了新的文献求助30
1秒前
youhao6a发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
2秒前
2秒前
www发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
鹿芮发布了新的文献求助10
2秒前
乐乐的应助被cccc采纳,获得10
3秒前
3秒前
3秒前
吱叽球关注了科研通微信公众号
3秒前
满意饼干发布了新的文献求助10
4秒前
ggjjzz完成签到,获得积分10
4秒前
Jing完成签到,获得积分20
5秒前
5秒前
张倩发布了新的文献求助10
6秒前
mnilyra发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
youhao6a完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
桑榆完成签到,获得积分20
7秒前
7秒前
ll发布了新的文献求助150
7秒前
CipherSage的应助被Jing采纳,获得10
7秒前
洁净乐松完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
顾人发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
周硕完成签到 ,获得积分10
8秒前
9秒前
9秒前
慕青的应助被方姿采纳,获得10
9秒前
共享精神的应助被欣喜越泽采纳,获得10
10秒前
666完成签到,获得积分10
10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
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
IRTSD: Open-Source Data and Toolset for Electromagnetic Transient Analysis of Disturbances and IBR Control Malfunctions in Transmission Systems 1000
Challenging Attachment Theory 600
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8140162
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9540560
关于积分的说明 21640474
捐赠科研通 7724222
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3421034
关于科研通互助平台的介绍 2546194
邀请新用户注册赠送积分活动 2463082