Interfacial Water Activation by Single-Atom Co–N3 Sites Coupled with Encapsulated Co Nanocrystals for Accelerating Electrocatalytic Hydrogen Evolution

催化作用 电催化剂 吸附 离解(化学) 材料科学 双金属片 化学工程 分解水 铂金 纳米孔 电解质 纳米技术 无机化学 化学 电化学 物理化学 电极 光催化 有机化学 工程类
作者
Minmin Wang,Kaian Sun,Wanliang Mi,Chao Feng,Zekun Guan,Yunqi Liu,Yuan Pan
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:12 (17): 10771-10780 被引量:148
标识
DOI:10.1021/acscatal.2c02770
摘要

Using high-efficiency and low-cost catalyst to replace noble metal platinum for electrocatalytic hydrogen evolution reaction (HER) provides a broad prospect for the development of renewable energy technology, which is an important task yet to be solved. Herein, we proposed an efficient doping–adsorption–pyrolysis strategy for constructing a robust coupling catalyst composed of single-atom Co–N3 sites anchored on an N-doped carbon (N–C) layer and encapsulated Co nanocrystals (NCs) to activate the interfacial water for accelerating HER. Beneficial to the strong synergistic effect of Co–N3 sites and Co NCs, the optimized CoNC-SA/N*–C catalyst showed excellent HER activity and stability in both acidic and alkaline electrolytes. In situ attenuated total reflectance–surface-enhanced infrared absorption spectroscopy revealed that the rigid interfacial water layer of Co–N3 sites inhibited the transport of H2O*/OH*, while Co NCs promoted the transport of H2O*/OH* and increased the amount of available H2O* on Co–N3 sites by disordering the rigid interfacial water network. Theoretical calculation showed that the coupling interface structure destroyed the rigid interfacial network, and Co NCs modified the electronic structure of Co–N3 sites, which is beneficial to H2O dissociation and H adsorption, thus accelerating the HER process. This work opens up new avenues for the construction of coupling catalysts from the atomic scale to activate the interfacial water for boosting HER electrocatalysis.
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
刚刚
贪玩电源完成签到,获得积分10
刚刚
陈佳文发布了新的文献求助10
刚刚
斯文败类应助ii采纳,获得10
刚刚
岁岁平安发布了新的文献求助10
刚刚
1n完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
天晴发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
ai91完成签到,获得积分10
1秒前
pyb0919完成签到,获得积分10
1秒前
Hypatia发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
kndr10完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
科目三应助lindsay采纳,获得10
2秒前
2秒前
英俊的铭应助ww采纳,获得10
2秒前
3秒前
Index发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
认真烨霖完成签到,获得积分20
4秒前
秋菲菲发布了新的文献求助10
4秒前
max完成签到 ,获得积分10
4秒前
哈哈哈完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
5秒前
Yuan88发布了新的文献求助50
6秒前
huhdcid发布了新的文献求助10
6秒前
HHHHH完成签到,获得积分20
6秒前
情怀应助8848采纳,获得10
6秒前
康明雪完成签到,获得积分20
7秒前
7秒前
7秒前
梦梦梦完成签到,获得积分10
7秒前
深情安青应助SICHEN采纳,获得10
7秒前
arui完成签到,获得积分10
7秒前
狂野紫丝应助酷炫老黑采纳,获得10
8秒前
zhxwzy关注了科研通微信公众号
8秒前
8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
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
内視鏡的に摘除しえた十二指腸乳頭部腫瘍の2例 660
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Positive Obsession: The Life and Times of Octavia E. Butler 500
Surgical Ergonomic Pilot Study Using a Posture Biofeedback Device in Rhinology: A MultiPhase Quality Improvement Study 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7690997
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9252715
关于积分的说明 19978060
捐赠科研通 7263675
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3290740
关于科研通互助平台的介绍 2447231
邀请新用户注册赠送积分活动 2295870