在NiFe氧化中无形工程和兴奋剂在电催化水氧化过程中的作用
Jirong Bai1, Changfan Chen2, Yuebin Lian2
1Research Center of Secondary Resources and Environment, School of Chemical Engineering and Materials, Changzhou Institute of Technology, Changzhou 213022, China; Jiangsu Key Laboratory of New Power Batteries, School of Chemistry and Materials Science, Nanjing Normal University, Nanjing 210023, China.
将 (Ce) 引入无形的NiFe氧化中,可以增强氧化演化反应 (OER) 催化. 这种兴奋剂优化了电子特性,显著提高了OER活动和性介质中的稳定性.
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:
- 层状双氧化物 (LDH) 是氧化演化反应 (OER) 的有希望的电催化剂.
- 无形工程和原子化兴奋剂是增强过渡金属基材料催化活性的有效策略.
- 提高开放能源资源效率对于能源转换技术至关重要.
研究的目的:
- 调查 (Ce) 兴奋剂对基于NiFe的氧化氧化物OER性能的影响.
- 通过无形结构和电子调制来探索增强催化活动的潜在机制.
- 在OER催化中为稀土金属诱导的电子调节提供参考.
主要方法:
- 修改的水性sol-gel方法合成无形NiFeCe氧化.
- 电化学表征以评估OER的催化活性和稳定性.
- 理论研究 (例如,DFT) 以了解电子结构和反应机制.
主要成果:
- 无形的NiFeCe氧化在性条件下显著增强了OER催化活性和循环稳定性.
- 在50 mA cm−2时实现了284 mV的超电位,优于无形NiFe和晶体NiFeCe氧化.
- 理论分析显示,Ce兴奋剂减少了决定速度的步骤 (*OOH去质子化) 的超电位从0.66降至0.41V.
结论:
- 兴奋剂通过促进Ni合氧化和优化电子性质,有效地提高无形NiFe氧化的OER性能.
- 无形的NiFeCe氧化催化剂表现出卓越的活性和稳定性,使其成为OER应用的有希望的候选者.
- 稀土金属诱导的电子调节是设计用于氧气演化反应的高性能电催化剂的可行策略.
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