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학술저널
저자정보
Zhang Cheng (University of Illinois at Urbana-Champaign) Wang Fangfang (University of Illinois at Urbana-Champaign) Xiong Beichen (University of Illinois at Urbana-Champaign) Yang Hong (University of Illinois at Urbana-Champaign)
저널정보
나노기술연구협의회 Nano Convergence Nano Convergence Vol.9 No.22
발행연도
2022.5
수록면
1 - 11 (11page)
DOI
10.1186/s40580-022-00311-z

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This paper describes the development of mixed B-site pyrochlore Y2MnRuO7 electrocatalyst for oxygen evolution reaction (OER) in acidic media, a challenge for the development of low-temperature electrolyzer for green hydrogen production. Recently, several theories have been developed to understand the reaction mechanism for OER, though there is an uncertainty in most of the cases, due to the complex surface structures. Several key factors such as lattice oxygen, defect, electronic structure, oxidation state, hydroxyl group and conductivity were identified and shown to be important to the OER activity. The contribution of each factor to the performance however is often not well understood, limiting their impact in guiding the design of OER electrocatalysts. In this work, we showed mixed B-site pyrochlore Y2MnRuO7 catalyst exhibits 14 times higher turnover frequency (TOF) than RuO2 while maintaining a low overpotential of ~ 300 mV for the entire testing period of 24 h in acidic electrolyte. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis reveals that this B-site mixed pyrochlore Y2MnRuO7 has a higher oxidation state of Ru than those of Y2Ru2O7, which could be crucial for improving OER performance as the broadened and lowered Ru 4d band resulted from the B-site substitution by Mn is beneficial to the OER kinetics.
#Oxygen evolution reaction #Pyrochlore #Metal substitution #Turnover frequency #Hydroxyl group #Electronic structure

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