稀土改性NiS2可改善工业性水电解剂的OH覆盖
Wei Shen1, Yao Zheng2, Yang Hu1
1State Key Laboratory of Applied Organic Chemistry, Frontiers Science Center for Rare Isotopes, College of Chemistry and Chemical Engineering, Lanzhou University, Lanzhou 730000, China.
Journal of the American Chemical Society
|February 14, 2024
概括
稀土修饰增强了硫化 (NiS2) 阳极的基 (OH) 覆盖,提高了水电解器 (AWE) 的性能. 这种策略改善了催化活性和稳定性,从而提高了的生产效率.
科学领域:
- 材料科学
- 电化学
- 催化剂
背景情况:
- 在阳极上低 (OH) 吸附限制了高电流密度的工业水电解器 (AWE) 的性能.
- 开发高效的阳极催化剂对于推进AWE技术至关重要.
研究的目的:
- 研究稀土改造作为一种提高NiS2阳极OH覆盖率的策略,以改善AWE催化.
- 为了确定OH覆盖面,活性点密度和稀土改性NiS2中的催化活性之间的关系.
主要方法:
- 密度函数理论 (DFT) 的计算用于预测OH覆盖面上的稀土效应.
- 合成稀土改性NiS2材料
- 使用减弱的全反射里埃变换红外光谱 (ATR-FTIR) 和时间分辨率吸收光谱进行表征.
- 在工业条件下的AWE设备中组装和测试Eu2O3/NiS2.
主要成果:
- 稀土改造,特别是Eu2O3/NiS2,显著提高了NiS2阳极的OH覆盖面和活性位点密度.
- 稀土的氧化性质是改善OH吸附的关键.
- 在工业条件下,Eu2O3/NiS2在300 mA cm-2下稳定运行超过240小时.
- 稀土改性NiS2的性能优于传统的非贵金属催化剂,如Ni ((OH) 2) 和未经改性NiS2.
结论:
- 稀土改造是克服AWE阳极低OH覆盖范围的有效策略.
- 这种方法为开发性水电解的高活性和稳定的非贵金属阳极催化剂提供了新的途径.
- 这项研究提供了一种在AWE技术中推广稀土的新方法.
