The effect of intrinsic magnetic order on electrochemical water splitting
Notice bibliographique
Résumé
To reach a long term viable green hydrogen economy, rational design of active oxygen evolution reaction (OER) catalysts is critical. An important hurdle in this reaction originates from the fact that the reactants are singlet molecules, whereas the oxygen molecule has a triplet ground state with parallel spin alignment, implying that magnetic order in the catalyst is essential. Accordingly, multiple experimentalists reported a positive effect of external magnetic fields on OER activity of ferromagnetic catalysts. However, it remains a challenge to investigate the influence of the intrinsic magnetic order on catalytic activity. Here, we tuned the intrinsic magnetic order of epitaxial La0.67Sr0.33MnO3 thin film model catalysts from ferro- to paramagnetic by changing the temperature in situ during water electrolysis. Using this strategy, we show that ferromagnetic ordering below the Curie temperature enhances OER activity. Moreover, we show a slight current density enhancement upon application of an external magnetic field and find that the dependence of magnetic field direction correlates with the magnetic anisotropy in the catalyst film. Our work, thus, suggests that both the intrinsic magnetic order in La0.67Sr0.33MnO3 films and magnetic domain alignment increase their catalytic activity. We observe no long-range magnetic order at the catalytic surface, implying that the OER enhancement is connected to the magnetic order of the bulk catalyst. Combining the effects found with existing literature, we propose a unifying picture for the spin-polarized enhancement in magnetic oxide catalysts.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».