Optimizing Acidic Oxygen Evolution Reaction via Modulation Doping in Van der Waals Layered Iridium Oxide
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Abstract Anodic oxygen evolution reaction (OER) exhibits a sluggish four‐electron transfer process, necessitating catalysts with exceptional catalytic activity to enhance its kinetic rate. Van der Waals layered oxides are ideal materials for catalyst design, yet its stability for acidic OER remains large obstacle. Doping provides a crucial way to improve the activity and stability simultaneously. However, doping in Van der Waals layered oxides remains a great challenge since it easily leads to lattice distortion or even the crystal structure damage. In this work, we successfully doping acid‐resistant niobium (Nb) into Van der Waals layered edge‐shared 1T phase iridium oxide (1 T‐IrO 2 ) via alkali‐assisted thermal method. 1 T‐IrO 2 with a 5 % Nb doping (Nb 0.05 Ir 0.95 O 2 ) only required an overpotential of 191 mV to achieve a current density of 10 mA cm −2 in 0.5 M H 2 SO 4 , 56 mV lower than that of 1T‐IrO 2 . When applied in proton exchange membrane water electrolyzer, Nb 0.05 Ir 0.95 O 2 show stable operation at a high current density of 1.2 A cm −2 for over 50 days. Density functional theory calculation reveals that doping Nb changes the potential‐determining step from the *OOH deprotonation process in 1 T‐IrO 2 to the *O−OH coupling process in Nb 0.05 Ir 0.95 O 2 .
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Optimizing Acidic Oxygen Evolution Reaction via Modulation Doping in Van der Waals Layered Iridium Oxide
- Date Crossref
- 14/01/2025
- Éditeur
- Wiley
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Soochow University Institute of Functional Nano & pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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National Synchrotron Radiation Research Center pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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National Synchrotron Radiation Research Centre 101 Hsin-Ann Road Hsinchu 30076 Taiwan pays non établi dans la noticeStructure de recherche
Institute of Functional Nano & — Soochow University, National Synchrotron Radiation Research Center et Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids, avec 1 autre affiliation.
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