增强金属有机框架的电催化活动,用于与双金属组的氧化演化反应
Yumeng Li1, Belvin Thomas2, Chaoyun Tang1,2
1Department of Chemical and Biochemical Engineering, Rutgers, The State University of New Jersey, 98 Brett Road, Piscataway, NJ, 08854, USA.
Dalton transactions (Cambridge, England : 2003)
|November 17, 2023
概括
我们用一种简单的低温方法合成了-双金属金属有机框架 (MOF). 最佳的CoNi-MOF成分显著增强了性溶液中的氧化演化反应 (OER) 电催化.
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
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 控制双金属金属有机框架 (MOF) 中的金属比例对于定制其结构和功能性质至关重要.
- 电催化,特别是氧化演化反应 (OER),对于能量转化技术至关重要,但需要高效和稳定的催化剂.
研究的目的:
- 通过一种简单,可扩展,低温的合成途径,合成和描述一系列具有电催化活性的-双金属MOF (CoNiy-MOF).
- 调查不同Co:Ni比率对这些双金属MOF在性介质中的OER性能的影响.
主要方法:
- 合成CoNiy-MOFs使用3,5-pyridinedicarboxylic酸联体与受控的金属比 (x:y = 20:1至1:20).
- 合成的MOFs的1D,棒状微结构和面积比的表征.
- 在1M KOH中对OER性能进行电催化评估,包括电流密度和超电位测量.
主要成果:
- 所有合成的CoNiy-MOF都对性溶液中的OER表现出电催化活性.
- Co15Ni1-MOF表现出卓越的OER性能,实现了最高的最大电流密度 (92.2 mA cm−2在1.75 V与RHE) 和最低的超电位 (384 mV在10 mA cm−2).
- 最佳的CoNi-MOF催化剂在恒流OER运行下显示出良好的稳定性.
结论:
- 通过简单的低温路径合成的双金属MOF是OER的有效电催化剂.
- 对于OER的CoNi-MOFs的电催化特性可以通过调整金属比率和合成条件来精确调整.
- 这项研究突出了合理设计的双金属MOF在高效的能源转换应用中的潜力.
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