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Promotion of the oxygen evolution performance of ni–fe layered hydroxides via the introduction of a proton-transfer mediator anion

引用

Science China Chemistry 2022年第2期65卷 382-390页

作者： Wenlong Li Fusheng Li Yilong Zhao Chang Liu Yingzheng Li Hao Yang Ke Fan Peili Zhang Yu Shan Licheng Sun State Key Laboratory of Fine Chemicals Institute of Artificial PhotosynthesisDUT-KTH Joint Education and Research Centre on Molecular DevicesDalian University of TechnologyDalian 116024China Department of Chemistry School of Engineering Sciences in ChemistryBiotechnology and HealthKTH Royal Institute of TechnologyStockholm 10044Sweden Center of Artificial Photosynthesis for Solar Fuels School of ScienceWestlake UniversityHangzhou 310024China

Developing efficient catalysts with high durability and activity for the oxygen evolution reaction(OER)is imperative for sustainable energy conversion technologies,including hydrogen generation and CO_(2) reduction,as well as other electrochemical energy storage *** this end,a comprehensive understanding of the mechanism for the water oxidation reaction is ***,a surfactant,nonafluoro-1-butanesulfonate(FBS),was introduced into ni-fe layered double hydroxide(ni fe-FBS/CFP)via electrochemical deposition on the surface of a carbon fiber paper(CFP)*** as-prepared ni fe-FBS/CFP electrode exhibited excellent catalytic activities for OER compared to the ni-fe layered double hydroxide based electrode(ni fe-ldh/CFP),an excellent stability of 15 h,and an ultralow Tafel slope of 25.8 m V ***,by combining the results of p H-dependent kinetics investigations,chemical probing,proton inventory studies,and isotopic and atom-protontransfer measurements,it was observed that a proton-transfer process controls the reaction rates of both the ni fe-ldh and ni fe-FBS catalysts,and the residual sulfonate groups serve as proton transfer mediator to accelerate the proton transfer rate.

关键词： water splitting ni fe–ldh proton-coupled electron transfer proton transfer mediator sulfonate group

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