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Modulating *OOH Adsorption on RuO2 for Efficient and Durable Acidic Water Oxidation Electrocatalysis
Small ( IF 13.0 ) Pub Date : 2024-07-22 , DOI: 10.1002/smll.202404092
Tingting Yin 1 , Mengying Yang 1 , Meng Tian 2 , Wei Jiang 1 , Guigao Liu 1
Small ( IF 13.0 ) Pub Date : 2024-07-22 , DOI: 10.1002/smll.202404092
Tingting Yin 1 , Mengying Yang 1 , Meng Tian 2 , Wei Jiang 1 , Guigao Liu 1
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Acidic water electrolysis is of considerable interest due to its higher current density operation and energy conversion efficiency, but its real industrial application is highly limited by the shortage of efficient, stable, and cost-effective acidic oxygen evolution reaction (OER) electrocatalysts. Here, an electrocatalyst consisting of Ni-implanted RuO2 supported is reported on α-MnO2 (MnO2/RuO2-Ni) that shows high activity and remarkable durability in acidic OER. Precisely, the MnO2/RuO2-Ni catalyst shows an overpotential of 198 mV at a current density of 10 mA cm−2 and can operate continuously and stably for 400 h (j = 10 mA cm−2) without any obvious attenuation of activity, making it one of the best-performing acid-stable OER catalysts. Experimental results, in conjunction with density functional theory calculations, demonstrate that the interface electron transfer effect from RuO2 to MnO2, further enhanced by Ni incorporation, effectively modulates the adsorption of OOH* and significantly reduces the overpotential, thereby enhancing catalytic activity and durability.
中文翻译：
调节 RuO2 上的 *OOH 吸附，实现高效持久的酸性水氧化电催化
酸性水电解由于其更高的电流密度操作和能量转换效率而受到相当大的关注，但其实际工业应用受到高效、稳定且具有成本效益的酸性析氧反应 （OER） 电催化剂的短缺的高度限制。在这里，报道了一种由 Ni 注入的 RuO2 负载的电催化剂在 α-MnO2 （MnO2/RuO2-Ni） 上，它在酸性 OER 中表现出高活性和显着的耐久性。准确地说，MnO2/RuO2-Ni 催化剂在 10 mA cm-2 的电流密度下显示出 198 mV 的过电位，并且可以连续稳定运行400 h （j = 10 mA cm-2），活性没有任何明显的衰减，使其成为性能最佳的酸稳定 OER 催化剂之一。实验结果结合密度泛函理论计算，表明从 RuO2 到 MnO2 的界面电子转移效应，通过 Ni 掺入进一步增强，有效调节 OOH* 的吸附并显著降低过电位，从而提高催化活性和耐久性。
更新日期：2024-07-22
中文翻译：
调节 RuO2 上的 *OOH 吸附，实现高效持久的酸性水氧化电催化
酸性水电解由于其更高的电流密度操作和能量转换效率而受到相当大的关注，但其实际工业应用受到高效、稳定且具有成本效益的酸性析氧反应 （OER） 电催化剂的短缺的高度限制。在这里，报道了一种由 Ni 注入的 RuO2 负载的电催化剂在 α-MnO2 （MnO2/RuO2-Ni） 上，它在酸性 OER 中表现出高活性和显着的耐久性。准确地说，MnO2/RuO2-Ni 催化剂在 10 mA cm-2 的电流密度下显示出 198 mV 的过电位，并且可以连续稳定运行400 h （j = 10 mA cm-2），活性没有任何明显的衰减，使其成为性能最佳的酸稳定 OER 催化剂之一。实验结果结合密度泛函理论计算，表明从 RuO2 到 MnO2 的界面电子转移效应，通过 Ni 掺入进一步增强，有效调节 OOH* 的吸附并显著降低过电位，从而提高催化活性和耐久性。
京公网安备 11010802027423号