In-situ formation of SrCO3 microcrystals-decorated Fe3O4 nanosheets as an efficient and long-lasting catalyst for overall water splitting
Notice bibliographique
Résumé
• Hydrothermal synthesis enabled in-situ Fe 3 O 4 @SrCO 3 /NF formation with enhanced surface roughness and stability. • Catalytic performance surpassed commercial IrO 2 /NF with 243 mV OER overpotential and a low Tafel slope of 38 mV dec −1 . • DFT calculations revealed in-situ formed SrCO 3 lowers the OER energy barrier to 0.73 eV, optimizing charge redistribution. • Fe 3 O 4 @SrCO 3 /NF demonstrated outstanding stability, maintaining OER for 300 h and OWS for 125 h at 10 mA cm −2 . A novel Fe 3 O 4 @SrCO 3 /NF electrocatalyst material was developed via hydrothermal synthesis, creating a composite structure with Fe 3 O 4 nanosheets and SrCO 3 crystals on nickel (Ni) foam (NF) that enhances surface roughness and stability, in turns optimizing catalytic performance in water-splitting applications. In 1.0 M KOH, the as -prepared Fe 3 O 4 @SrCO 3 /NF achieved a low OER overpotential of 243 mV at 10 mA cm −2 , surpassing commercial IrO 2 /NF, with a Tafel slope of 38 mV dec −1 indicating rapid reaction kinetics. Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) confirmed a low charge transfer resistance ( R ct ) of 1.49 Ω, indicating efficient electron mobility. For HER, Fe 3 O 4 @SrCO 3 /NF displayed a moderate overpotential of 172 mV at − 10 mA cm −2 . In a two-electrode setup with Pt/C (cathode), Fe 3 O 4 @SrCO 3 /NF (anode) demonstrated efficient overall water splitting, requiring only 1.55 V at 10 mA cm −2 , underscoring its viability for sustainable energy applications. Density Functional Theory (DFT) calculations revealed that SrCO 3 in-situ formation not only shifted the OER rate-determining step, lowering the energy barrier to 0.73 eV, but also optimized the d -band center and facilitated interfacial charge redistribution, enhancing intermediate adsorption and catalytic activity. Notably, Fe 3 O 4 @SrCO 3 /NF demonstrated exceptional stability, sustaining OER activity for over 300 h and delivering stable overall water-splitting performance for 125 h, significantly outperforming many state-of-the-art OER catalysts. This durability, combined with high catalytic efficiency, establishes Fe 3 O 4 @SrCO 3 /NF as a promising candidate in non-precious metal electrocatalysts for water-splitting technologies.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
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 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
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 ».