在V-doped Ni(OH)₂/FeOOH中,对异构原子兴奋剂和异构接口构造的协同工程,以促进氧气演化和尿素氧化反应

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:

• 非贵金属电催化剂对于高效的氧化演化反应 (OER) 和尿素氧化反应 (UOR) 至关重要.
• 开发具有成本效益和丰富的电催化剂仍然是一个重大挑战.

研究的目的:

• 设计和研究一种新型的电催化剂与同时存在的V-dopants和OER和UOR的Ni(OH) 2/FeOOH接口.
• 了解活性位点的电子结构和氧化状态及其与催化活性的相关性.

主要方法:

• 在Ni泡 (A-NiFeV/NF) 上合成V化NiFe基电催化剂.
• X射线光电子光谱 (XPS) 用于分析电子合和氧化状态.
• 现场拉曼光谱法用于研究激活过程中活性位点的转化.
• 在性介质中进行电化学测量 (例如,OER,UOR极化曲线,Tafel斜率).

主要成果:

• A-NiFeV/NF催化剂表现出极好的OER性能,超电位低 (234 mV在10 mA/cm2,313 mV在100 mA/cm2),Tafel斜率小 (37.8 mV/dec).
• 催化剂在100 mA/cm2的100小时内对OER表现出了显著的稳定性.
• V-dopants和Ni(OH) 2/FeOOH接口促进了电子转移,使Ni中心保持在较低的氧化状态 (+2),这与增强的OER活性相关.
• 催化剂对UOR也显示出有前途的性能,在低电位下达到10和100mA/cm2 (分别为1.33V和1.39V与RHE).

结论:

• 设计的A-NiFeV/NF电催化剂,具有V-dopants和Ni(OH) 2/FeOOH接口的协同效应,显著提高了OER和UOR的效率.
• 低价值Ni中心是优质催化活性的关键.
• 这种催化剂有可能用于水分和集成太阳能驱动设备的应用.