解锁电化学水氧化机制的过渡,由 heteroatom 兴奋剂诱导
Xuan Li1, Chen Deng2, Yan Kong1
1Department of Chemical Physics, University of Science and Technology of China, 96 Jinzhai Road, Hefei, Anhui Province, 230026, P. R. China.
在电催化剂中,异原子兴奋剂通过将机制从吸附物演化 (AEM) 转移到晶格氧介导 (LOM) 来增强氧演化反应 (OER) 活性. 这项研究揭示了兴奋剂的使用.
科学领域:
- 电化学 电化学 电化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 催化剂是一种催化剂.
背景情况:
- 异原子兴奋剂是改善氧演化反应 (OER) 中金属电催化剂性能的一个关键策略.
- 目前的理解将增强的活性归因于在吸附物进化机制 (AEM) 内的优化中间结合能.
- 杂催化剂观察到的低超电位 (<300 mV) 与理论AEM极限 (>370 mV) 之间存在差异.
研究的目的:
- 调查异原子杂电催化剂中增强的OER活性背后的机制.
- 解决实验过度潜力和已确定的AEM限制之间的不一致性.
- 探索兴奋剂在改变OER途径中的作用.
主要方法:
- 使用 (P) 合的-铁混合氧化物作为模型电催化剂.
- 调查了杂材料的电子结构和粘合特性.
- 通过实验观察和理论考虑分析了OER机制.
主要成果:
- 发现兴奋剂增加了金属氧键的共价性.
- 这种增强的协同性推动了OER路径从AEM向晶格氧介导 (LOM) 的过渡.
- 路径过渡打破了吸附的OH和OOH中间体之间的线性缩放关系,导致过电势显著减少 (10mA cm-2的237mV).
- 在硫兴奋剂中观察到类似的途径过渡.
结论:
- 异原子兴奋剂可以从根本上改变OER机制从AEM到LOM.
- 兴奋剂电催化剂中增强的OER活性源于这种兴奋剂诱导的途径过渡.
- 这些发现为OER的高效电催化剂的设计提供了关键的新见解.
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