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Superimposed OER and UOR performances by the interaction of each component in an Fe–Mn electrocatalyst
Dalton Transactions ( IF 3.5 ) Pub Date : 2022-10-07 , DOI: 10.1039/d2dt02780a Xin-Ying Meng 1, 2 , Meng Wang 1, 2 , Yicong Zhang 2 , Zhihao Li 2 , Xiaogang Ding 2 , Weiquan Zhang 2 , Can Li 1, 2 , Zhen Li 1, 2
Dalton Transactions ( IF 3.5 ) Pub Date : 2022-10-07 , DOI: 10.1039/d2dt02780a Xin-Ying Meng 1, 2 , Meng Wang 1, 2 , Yicong Zhang 2 , Zhihao Li 2 , Xiaogang Ding 2 , Weiquan Zhang 2 , Can Li 1, 2 , Zhen Li 1, 2
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The oxygen evolution reaction (OER) and alternative urea oxidation reaction (UOR) are both important half reactions correlated with hydrogen production. Transition metal based catalysts with double metal composition exhibit excellent electrocatalytic performance for the OER or UOR due to their synergetic effect and coupling of different active sites. However, the development of OER/UOR bifunctional electrocatalysts is unsatisfying and the role of each metallic active site in the OER and UOR is still unclear. Herein, we report a Fe–Mn based OER and UOR bifunctional catalyst through a simple one-step electrodeposition method. For the OER, the introduction of Mn improves the conductivity of the catalysts and fine-tunes the electron density of the Fe active sites. For the UOR, both Fe and Mn act as active sites and their coupling effect further improves the UOR activity. The catalyst with the optimal Mn/Fe ratio achieved an overpotential of 237 mV for the OER and a potential of 1.35 V for the UOR at 100 mA cm−2. This study provides a simple synthesis protocol for constructing bifunctional catalysts for green hydrogen production.
中文翻译：
通过 Fe-Mn 电催化剂中各组分的相互作用叠加 OER 和 UOR 性能
析氧反应（OER）和替代尿素氧化反应（UOR）都是与氢气生产相关的重要半反应。具有双金属成分的过渡金属基催化剂由于它们的协同效应和不同活性位点的耦合而对 OER 或 UOR 表现出优异的电催化性能。然而，OER/UOR双功能电催化剂的发展并不令人满意，每个金属活性位点在OER和UOR中的作用仍不清楚。在此，我们通过简单的一步电沉积方法报告了一种基于 Fe-Mn 的 OER 和 UOR 双功能催化剂。对于 OER，Mn 的引入提高了催化剂的电导率并微调了 Fe 活性位点的电子密度。对于 UOR，Fe和Mn都作为活性位点，它们的耦合作用进一步提高了UOR的活性。具有最佳 Mn/Fe 比的催化剂在 100 mA cm 时 OER 的过电位为 237 mV，UOR 的电位为 1.35 V-2。本研究为构建用于绿色制氢的双功能催化剂提供了一种简单的合成方案。
更新日期：2022-10-07
中文翻译：
通过 Fe-Mn 电催化剂中各组分的相互作用叠加 OER 和 UOR 性能
析氧反应（OER）和替代尿素氧化反应（UOR）都是与氢气生产相关的重要半反应。具有双金属成分的过渡金属基催化剂由于它们的协同效应和不同活性位点的耦合而对 OER 或 UOR 表现出优异的电催化性能。然而，OER/UOR双功能电催化剂的发展并不令人满意，每个金属活性位点在OER和UOR中的作用仍不清楚。在此，我们通过简单的一步电沉积方法报告了一种基于 Fe-Mn 的 OER 和 UOR 双功能催化剂。对于 OER，Mn 的引入提高了催化剂的电导率并微调了 Fe 活性位点的电子密度。对于 UOR，Fe和Mn都作为活性位点，它们的耦合作用进一步提高了UOR的活性。具有最佳 Mn/Fe 比的催化剂在 100 mA cm 时 OER 的过电位为 237 mV，UOR 的电位为 1.35 V-2。本研究为构建用于绿色制氢的双功能催化剂提供了一种简单的合成方案。
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