3D纳米结构的Ce-doped CoFe-LDH/NF自催化剂,用于高性能OER
Lu Wang1, Yi Liu1, Xiaoheng Liu2
1Key Laboratory of Education Ministry Functional for Molecular Solids, College of Chemistry and Materials Science, Anhui Normal University, Wuhu 241000, China. wl8909@ahnu.edu.cn.
Dalton transactions (Cambridge, England : 2003)
|August 15, 2023
概括
这项研究开发了一种用于氧化演化反应 (OER) 的新型自支持电催化剂,使用Ce-doped CoFe在泡上分层的双氧化物. 这种无粘合剂电极表现出极好的OER性能和稳定性,为贵金属提供了低成本的替代品.
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:
- 氧化演化反应 (OER) 的粉末电催化剂通常需要粘合剂,增加阻力并降低催化剂的稳定性.
- 这种限制阻碍了OER应用中的长期性能和催化剂负载.
研究的目的:
- 开发一种高性能,自支持的OER电催化剂,不使用粘合剂.
- 研究Ce兴奋剂对CoFe层状双氧化物 (LDH) 的作用,以提高OER活性和稳定性.
主要方法:
- 使用一阶段的热水合成,在泡 (NF) 上均地生长Ce-doped CoFe层状双氧化物 (Ce-CoFe-LDH).
- 描述了自支电极 (Ce-CoFe-LDH/NF) 的形态和组成.
- 对OER的电催化性能被评估为1M KOH,包括超电位,Tafel斜率和电荷转移阻抗.
主要成果:
- 一个纳米结构的,自我支持的Ce-CoFe-LDH/NF电极,具有正规的纳米针形态,已成功制造出来.
- 使用Ce-doped的CoFe-LDH显示出增强的OER活性,在10 mA cm-2时的优化超电位为225 mV,Tafel斜率为34.34 mV dec-1和低电荷传输电阻 (2.4 Ω).
- 电极表现出了显著的稳定性,在24小时的50 mA cm-2.2操作后,超电位仅增加0.04 V.
结论:
- 在CoFe-LDH中的Ce注会诱导格子扭曲和缺陷,显著提高OER的催化行为.
- 无粘合剂,自支的Ce-CoFe-LDH/NF电极为OER提供了高贵金属催化剂的经济高效和强大的替代方案.
- 这项研究提供了一个通用策略,用于制造高性能支持的催化剂,用于与能源相关的应用.
