通过/二氧化Mott-Schottky异质连接构建内置电场,以实现高效的电催化生产
Xinyu Chen1, Diwei Shi2, Min Bi1
1School of Chemistry and Chemical Engineering, Nanjing University of Science and Technology, 200 Xiao Ling Wei Street, Nanjing 210094, China.
Journal of colloid and interface science
|August 5, 2023
概括
这项研究引入了一种具有内置电场 (BEF) 的新型/氧化物 (Ru/CeO2) 催化剂,用于在各种pH水平上有效的演化反应 (HER). 催化剂表现出卓越的性能,并将生产与发电相结合.
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:
- 开发高效的贵金属催化剂用于演化反应 (HER) 对于可持续能源至关重要.
- 基于 (Ru) 的催化剂是有希望的,但需要对成本和性能进行优化.
- 在各种pH条件下实现令人满意的HER性能仍然是一个挑战.
研究的目的:
- 设计和研究一个带有内置电场 (BEF) 的莫特-肖特基电催化剂 (Ru/CeO2).
- 在不同的pH值下增强基于Ru的催化剂的演化反应 (HER) 活性.
- 探索催化剂在生产和发电方面的潜力.
主要方法:
- 密度功能理论 (DFT) 计算用于催化剂设计和机制阐明.
- /CeO2电催化剂的合成和表征.
- 电化学测量以评估HER在性,酸性和中性介质中的性能.
- 使用催化剂制造和测试一个Zn-H2O电池.
主要成果:
- Ru/CeO2催化剂在低超电位 (55mV性,80mV酸性,120mV中性) 时达到10mA cm-2的电流密度.
- 实验和理论分析证实,Ru/CeO2接口的内置电场 (BEF) 增强了HER的活性.
- 催化剂在具有良好的稳定性的 Zn-H2O 电池中显示出 ~94.5 mW cm-2 的功率密度.
结论:
- 在Ru/CeO2中的界面BEF优化了吸附,并促进了HER的动力学.
- 开发的催化剂为高效的生产和可持续的能源转换提供了一个有前途的战略.
- 这项工作突出了接口工程对于先进的电催化剂设计的潜力.
