精确定义的Ni3N纳米颗粒装在空心碳纳米管外中,用于高效率的双功能电催化
Wenbo Li1, Kuo Liu2, Shiqiang Feng2
1State Key Laboratory of Featured Metal Materials and Life-cycle Safety for Composite Structures, Guangxi Key Laboratory of Processing for Non-ferrous Metals and Featured Materials, School of Resources, Environment and Materials, Guangxi University, Nanning, 530004 Guangxi, China.
开发高效的非贵金属电催化剂用于性氧化 (HOR) 和演化 (HER) 是能源的关键. 在N-化碳纳米管中,新的Ni3N纳米颗粒显示出卓越的双功能性能,性能优于/碳.
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:
- 性燃料电池和水电解对于能循环利用至关重要.
- 在性介质中,氧化 (HOR) 和演化 (HER) 反应的缓慢动力学阻碍了效率.
- 开发用于性HOR/HER的非贵金属电催化剂具有挑战性,但至关重要.
研究的目的:
- 为了合成和描述在N-doped空心碳纳米管外 (Ni3N@NC) 中装甲的新Ni3N纳米颗粒.
- 评估Ni3N@NC对性HOR和HER的双功能电催化活性.
- 了解观察到的催化活动的结构-性能关系和理论基础.
主要方法:
- 通过将HOF转化为MOF,然后通过高温热解合成Ni3N@NC.
- 电化学表征包括循环电压测量,线性扫描电压测量和时频测量.
- 使用先进技术 (如TEM,XRD) 和理论计算 (DFT) 的结构分析.
主要成果:
- 对于性HOR和HER,Ni3N@NC表现出了卓越的双功能性能.
- 限制电流密度的HOR与Pt/C相当,具有更高的CO耐受性和更低的超电位.
- 实现了HER的低超电位 (21mV在10mA cm-2),具有出色的长期稳定性 (340h),超过了Pt/C.
- Ni3N纳米粒子,碳外和强大的金属支相互作用之间的协同效应有助于高活性.
结论:
- 开发的Ni3N@NC在能应用中表现出了显著的双功能电催化活性.
- 纳米结构的合理设计,如Ni3N@NC,有效提高电催化剂性能.
- 这项工作为高效的电催化剂的先进非贵金属电催化剂提供了洞察力.
更多相关视频
08:40Synthesis of Metal Nanoparticles Supported on Carbon Nanotube with Doped Co and N Atoms and its Catalytic Applications in Hydrogen Production
Published on: December 6, 2021
06:39Author Spotlight: Design and Evaluation of Au-Electroplated Carbon Fiber Cloth Electrodes for Hydrogen Peroxide Fuel Cells
Published on: October 20, 2023
