通过W-Doping和氧缺陷工程的协同协调机制,通过CoFe层的双氧化物纳米板提高高效的性气进化反应
Shaohong Wang1, Jing Wu1, Yin Xu2,3
1State Key Laboratory of Urban Water Resource and Environment, School of Environment, Harbin Institute of Technology, No. 73 Huanghe Road, Nangang District, Harbin, 150090, P. R. China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|March 11, 2024
概括
这项研究引入了 tungsten-doped -铁层状双氧化物与氧空缺,用于增强演化反应 (HER) 催化. 优化的催化剂实现了低超电位和Tafel斜率,与基于的替代品竞争.
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:
- 表面缺陷和异质原子兴奋剂增强了电催化演化反应 (HER),但不足以达到基催化剂.
- 同时修改策略对于提高 HER 催化剂性能至关重要.
研究的目的:
- 通过将兴奋剂和氧空缺整合到CoFe层双氧化物 (LDH) 中来开发一种新的电催化剂,以获得高效的HER.
- 调查兴奋剂和氧气空缺对催化活性和反应动力学的协同效应.
主要方法:
- 在尼克尔泡上用CoFe层叠的双氧化物 (LDH) 的水热合成,然后进行兴奋剂.
- 通过化引入氧气空缺 (Ov).
- 电化学表征以评估 HER 的性能和动力学.
主要成果:
- 兴奋剂降低了CoFeW-LDH中氧气空缺的形成能量.
- 氧气空隙促进了水的吸附/解离,并将HO─H键裂解屏障从0.64降至0.14 eV.
- 优化的电子结构和在活性部位上的结能力加速了Volmer和Heyrovsky反应.
- 在10 mA cm−2时实现了41 mV的超低超电位,以及35 mV dec−1.1的Tafel斜率.
结论:
- 兴奋剂和氧气空缺的协同效应显著提高了HER在CoFe-LDH中的表现.
- 开发的催化剂显示出作为HER的成本有效替代的潜力.
- 研究结果提供了通过操纵表面缺陷和兴奋剂来设计高效的电催化剂的见解.
