协同合的Ni/CeO@C用于进化反应的电催化剂:在高电流密度下与Pt/C相比,性能显著
Mengyi Ji1, Waleed Yaseen1, Huiping Mao1
1School of Chemistry and Chemical Engineering, School of Pharmacy, Jiangsu University, Zhenjiang 212013, P. R. China.
研究人员开发了一种超性-氧化物纳米颗粒的简单合成方法,将其集成到多孔碳 (Ni/CeO@C) 中,作为演化反应 (HER) 的高效电催化剂. 这些地球上丰富的催化剂表现出类似Pt的性能和耐用性,用于可持续的气生产.
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:
- 通过水分的可持续生产需要高度活跃和稳定的电催化剂.
- 贵金属催化剂 (例如,Pt/C) 是有效的,但昂贵和稀缺.
- 开发具有可比性能的地球丰富替代品对于实际应用至关重要.
研究的目的:
- 开发用于演化反应 (HER) 的地球丰富的电催化剂的简单合成策略.
- 为了研究Ni/CeO@C复合材料在性介质中的电催化性能和耐久性.
- 为了阐明结构-活动关系,管理增强的HER性能.
主要方法:
- 采用两步合成策略,创建超性Ni/CeO纳米颗粒集成到多孔碳 (Ni/CeO@C) 中.
- 电化学特征技术,包括循环电压测量和时测量,用于评估HER的性能.
- 经过300个小时的耐用性测试,评估了催化剂的稳定性.
主要成果:
- 合成的Ni/CeO@C催化剂表现出极好的HER活性,其低超电位为26 mV在10 mA cm−2和184 mV在300 mA cm−2.
- 催化剂显示出一个小的Tafel斜率62.03mV dec-1,表明有效的反应动力学.
- 在300小时的连续运行中观察到强大的耐用性,在高电流密度下表现优于商业Pt/C.
结论:
- 易于合成的Ni/CeO@C为HER提供了一条可扩展的途径,以获得高度活性和耐用的电催化剂.
- 和CeO之间的协同效应,加上多孔碳支持和超性,增强了电荷转移和催化活性.
- 这些地球上丰富的催化剂显示出通过水分裂实现实际,经济高效的气生产的巨大潜力.
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