在Pd@NiPd上现场创建表面缺陷,具有核心层次结构,以促进电催化活动
Chen She1, Shihuan Hong1, Ning Song1
1Institute of Green Chemistry and Chemical Technology, School of Chemistry and Chemical Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang 212013, PR China.
Inorganic chemistry
|January 29, 2024
概括
研究人员开发了一种双功能-- (Pd@NiPd) 核心催化剂. 由于工程表面缺陷,这种催化剂在生成反应 (HER) 和氧生成反应 (OER) 方面表现出色.
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:
- 了解催化剂表面的结构演变对于结构-活动关系至关重要.
- 为和氧反应开发高效的双功能催化剂是一个关键的挑战.
研究的目的:
- 开发一种具有核心层次结构的新型双功能催化剂.
- 调查表面缺陷在增强HER和OER的电催化活性中的作用.
主要方法:
- 使用选择性晶体生长,共结晶,自我组装和减少的表面合金化策略.
- 生成反应 (HER) 和氧生成反应 (OER) 的电化学表征性能评估.
- 密度函数理论 (DFT) 计算以阐明反应机制.
主要成果:
- 在现场创建的表面缺陷的Pd@NiPd催化剂在性介质中显示出出色的HER和OER活性.
- 最佳的Pd@NiPd-2催化剂实现了对HER (18mV对Pt/C的43mV) 和OER (210mV对RuO2的430mV) 的显著较低的超电位.
- DFT的计算证实,表面缺陷降低了H2O吸附/解离在HER中的能量障碍,以及O*转化为OOH*在OER中的能量障碍.
结论:
- 在Pd@NiPd核心外催化剂上的工程表面缺陷显著提高了HER和OER的电催化活性.
- 邻近的Pd位点和减少的能量障碍的协同效应有助于催化剂的卓越性能.
- 这项工作为通过控制表面结构演变来设计高效催化剂提供了一个范例.
