功能调节向基于硫烯的无金属电催化剂,用于水分.
Arnab Sadhukhan1,2, Arun Karmakar3, Kalipada Koner1,2
1Department of Chemical Sciences, Indian Institute of Science Education and Research, Mohanpur, Kolkata, 741246, India.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|January 21, 2024
概括
研究人员开发了新的无金属多孔有机聚合物 (POPs),用于高效的和氧演化反应 (HER和OER). 新的基于硫的POP显示出卓越的双功能电催化活性和长期稳定性.
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:
- 开发用于演化反应 (HER) 和氧演化反应 (OER) 的无金属双功能电催化剂至关重要但具有挑战性.
- 多孔有机聚合物 (POP) 为电催化应用提供可调节的结构.
- 精确控制活点是提高电催化剂性能的关键.
研究的目的:
- 设计和合成基于硫烯的新型多孔有机聚合物 (POP) 用于双功能HER和OER.
- 系统地研究结构修改对电催化活性的影响.
- 在无金属双功能电催化剂中实现高性能和稳定性.
主要方法:
- 合成CC结合的具有空洞球形形态的sp2POPs,使用thianthrene构造单元.
- 在酸性和性介质中对HER和OER的电催化性能评估.
- 使用FT-IR和XPS等技术进行结构性表征,以了解结构-活动关系和耐久性.
主要成果:
- 合成的基于氨酸的POPs对HER和OER都表现出卓越的双功能电催化活性.
- 最有效的催化剂THT-PyDAN在低超电位下达到10 mA cm─2的电流密度 (HER的≈65 mV,OER的≈283 mV).
- 与现有的无金属双功能电催化剂相比,THT-PyDAN表现出卓越的性能,并在36小时的测试中保持稳定性.
结论:
- 基于硫的POP是HER和OER的有希望的无金属双功能电催化剂.
- 结构调制,包括异质原子结合和链接器长度,显著影响电催化效率.
- 开发的POP为可持续能源应用提供了稳定和高度活跃的替代品.
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