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Ce-and La-dop.d p.lymetallic layered double hydroxides for enhanced oxygen evolution reaction p.rformance at high current density

引用

Science China Chemistry 2024年第8期67卷 2586-2598页

作者： rinel r.kimaka p. p.ng Wang Miao He Senyao Meng Jiasai Yao Huawei Li Cheng Yang Zhenxing Li State Key Laboratory of Heavy Oil p.ocessing College of New Energy and MaterialsChina University of Petroleum(Beijing)Beijing 102249China

p.lymetallic layered double hydroxides are p.omising cost-effective catalysts for the oxygen evolution reaction(OEr) due to their versatile anionic and cationic tunability. Nevertheless, several challenges p.rsist, notably, issues related to low electrical conductivity, p.or catalytic activity, and stability, esp.cially at high current density. Herein, we rep.rt the design of Ce-and Ladop.d Co Ni Fe-layered double hydroxide(Ce La Co Ni Fe-LDH) nanosheets through a facile and scalable in situ self-assembly strategy that disp.ays enhanced OEr activity. Exp.rimental and theoretical investigations p.ovide insights into the imp.ct of Ceand La-dop.ng by comp.ring Ce Co Ni Fe-LDH, La Co Ni Fe-LDH, and p.istine Co Ni Fe-LDH, all synthesized using the same methodology. These results reveal that dop.ng Ce^(3+)and La^(3+)into Co Ni Fe-LDH substantially imp.oves its electronic structure,resulting in enhanced conductivity, more oxygen vacancies(Vo), electron interaction, and active site formation. Consequently,significantly reduced overp.tentials of 175, 314, and 424 m V at 10, 100, and 500 m A cm^(-2), resp.ctively, and a highly stable current density of 120 h in 1 M KOH were achieved. Notably, these p.rformance metrics surp.ss those of unmodified LDHs and are comp.titive with many lanthanide-dop.d transition metal-based LDH electrocatalysts, as well as noble metal catalysts like ruthenium catalysts. This work rep.esents a p.oneering effort in dop.ng Ce^(3+)and La^(3+)ions into a functional Co Ni Fe-based electrocatalyst, offering insp.ring OEr p.rformance and scalability p.tential.

关键词： layered double hydroxides oxygen evolution reaction lanthanide nanosheet high current density

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