Las ferritas de espinilla mediadas por tensión permiten una actividad de evolución de oxígeno superior

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• La electroquímica
• Catálisis

Sus antecedentes:

• Los electrocatalizadores de reacción de evolución de oxígeno (OER) enfrentan limitaciones de rendimiento críticas para aplicaciones como la división de agua.
• El desarrollo de electrocatalizadores OER eficientes es esencial para el avance de las tecnologías energéticas sostenibles.

Objetivo del estudio:

• Explorar la ingeniería de deformación como estrategia para mejorar la actividad de los electrocatalizadores OER de óxido de spinel.
• Investigar el efecto de la tensión de la celosía ajustable en las nanopartículas de NiFe2O4 para mejorar el rendimiento de la OER.

Principales métodos:

• Utilizó el desajuste térmico interfacial entre las nanopartículas NiFe2O4 y un sustrato de fibra de carbono para inducir la tensión de la celosía.
• Analizó los cambios en la estructura electrónica, incluido el aplanamiento de la banda y la reducción de la brecha de la pseudo-banda, debido a la tensión del enrejado.
• Fabricado una célula electrolítica alcalina asimétrica para probar el rendimiento de los electrocatalizadores NiFe2O4 tensados.

Principales resultados:

• Se obtiene un bajo sobrepotencial OER de 180 mV a 10 mA/cm2 con NiFe2O4 tensado.
• Se ha demostrado un rango de tensión de descomposición del agua de 1,52-1,56 V a 10 mA/cm2.
• Estabilidad robusta verificada con una retención de voltaje de aproximadamente el 99,4% después de 100 horas de funcionamiento.

Conclusiones:

• La ingeniería de deformación ajustable mejora efectivamente la actividad OER en los óxidos de espinela mediante la modificación de las propiedades electrónicas.
• El NiFe2O4 desarrollado exhibe un excelente rendimiento catalítico y estabilidad para la división del agua.
• Este enfoque de ingeniería de deformación es ampliamente aplicable a otros sistemas de ferrita de espinela (Co, Mn, Zn) para la catálisis de OER.