通过兴奋剂调节Ruddlesden-Popper型矿的电子结构,以增强氧气进化活动
Shu-Fang Li1,2, Bao-Qin Zhang1, Ya-Nan Li1
1Key Laboratory of Functional Molecular Solids, Ministry of Education, College of Chemistry and Materials Science, Anhui Normal University, Wuhu, Anhui 241002, P. R. China.
Inorganic chemistry
|July 6, 2023
概括
矿氧化物中的阴离子缺陷工程增强了氧化演化反应 (OER) 催化剂. 在SrLaCoO4中兴奋剂显著提高了OER效率和可持续能源应用的耐久性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 催化剂是一种催化剂.
背景情况:
- 经济,高效和持久的氧气进化催化剂 (OER) 对可持续能源至关重要.
- 拉德尔斯登 - 波珀矿氧化物表现有前途,但需要提高活性和稳定性.
- 离子缺陷工程为设计先进的OER催化剂提供了一种新策略.
研究的目的:
- 调查离子缺陷工程对矿类型OER催化剂的影响.
- 在SrLaCoO4型氧化物 (SLCOCl) 中探索 (Cl) 兴奋剂,以提高OER性能.
- 通过电子结构修改,阐明通过电子结构修改来改善催化活性背后的机制.
主要方法:
- 合成含有Cl的SrLaCoO4-Cl (SLCOCl) 矿氧化物.
- 对OER活性和稳定性的电化学评估.
- 密度函数理论 (DFT) 计算,以了解电子结构和缺陷形成.
主要成果:
- 与原始的SLCO.Cl相比,SLCOCl表现出明显增强的OER活性.
- SLCOCl0.15在10 mA·cm-2时实现了370 mV的超电位,比SLCO的510 mV有了显著的改进.
- DFT的计算和实验结果证实,Cl注会增加CO2+/CO3+比率,产生氧气空缺,并提高电导率.
结论:
- 兴奋剂是一种有效的策略,用于调整OER的氧化物的电子结构.
- 在SLCOCl矿氧化物中设计的阳离子缺陷导致了优越的OER活性和效率.
- 这项工作通过离子缺陷工程为设计高效和耐用的矿基OER催化剂提供了新的范式.
