Los átomos individuales aumentan la covalencia metal-oxígeno en el NiOOH derivado del selenuro para el acoplamiento...

Área de la Ciencia:

• La electroquímica
• Ciencias de los materiales
• Catálisis

Sus antecedentes:

• La reacción de evolución del oxígeno (OER) es crucial para las tecnologías de conversión de energía.
• El desarrollo de electrocatalizadores altamente activos y estables es esencial para un REA eficiente.
• Comprender la dinámica del catalizador y las vías de reacción a nivel atómico es clave para diseñar catalizadores superiores.

Objetivo del estudio:

• Diseñar un nuevo electrocatalizador con una actividad OER mejorada.
• Investigar el impacto de la estructura a nivel atómico y el entorno del ligando en el rendimiento de la OER.
• Para aclarar el desplazamiento del mecanismo inducido por la sustitución elemental en el catalizador.

Principales métodos:

• Reacción de intercambio iónico personalizada y reconstrucción dinámica electroquímica.
• Síntesis de átomos de Ir únicos anclados en NiOOH (Ir1@NiOOH).
• Espectrometría de masas electroquímica diferencial in situ (DEMS) y cálculos teóricos.

Principales resultados:

• Ir1@NiOOH exhibió un desplazamiento hacia arriba en la banda de O2p e intensificó la covalencia metal-oxígeno.
• Se observó un cambio de un mecanismo de sitio de un solo metal (SMSM) a un mecanismo de sitio de doble metal (DMSM).
• Rendimiento OER excepcional con bajos sobrepotenciales (142 mV a 10 mA cm-2 y 308 mV a 1000 mA cm-2).

Conclusiones:

• El dopaje de un solo átomo de ir en NiOOH mejora efectivamente la electrocatálisis OER.
• El catalizador de ingeniería Ir1@NiOOH establece un nuevo punto de referencia para el rendimiento de OER.
• Las modificaciones estructurales a nivel atómico son críticas para optimizar el diseño del electrocatalisador para el OER.