在NiCo2O4-δ中通过Mn兴奋剂稳定晶格氧,为高效和持久的酸氧进化提供脊柱电催化剂
Hongyu Zhao1, Liu Zhu2, Jie Yin1
1State Key Laboratory of Applied Organic Chemistry, Key Laboratory of Nonferrous Metal Chemistry and Resources Utilization of Gansu Province, College of Chemistry and Chemical Engineering, Frontiers Science Center for Rare Isotopes, Lanzhou University, Lanzhou, 730000, China.
在酸中开发非贵金属电催化剂用于氧化演化反应 (OER) 是具有挑战性的. 这项研究增强了 (Mn) 兴奋剂的斯宾尔NiCo2O4-δ电催化剂,改善了酸性OER的活性和稳定性.
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:
- 在酸性介质中设计无贵金属电催化剂用于氧化演化反应 (OER) 仍然是一个重大挑战.
- 斯宾尼尔NiCo2O4-δ是一种有前途的OER催化剂,但其在酸中的性能需要改进.
研究的目的:
- 通过 (Mn) 兴奋剂在酸性介质中增强 spinel NiCo2O4-δ 的活性和稳定性.
- 阐明开放式资源表现增强背后的机制.
主要方法:
- 马 (Mn) 合螺旋的NiCo2O4-δ,以产生NiMn1.5Co3O4-δ.
- 电化学表征,包括超电位和长期稳定性测试.
- 使用微分电化学质谱法 (DEMS) 的同位素标记实验.
- 密度函数理论 (DFT) 的计算.
主要成果:
- 用Mn的NiMn1.5Co3O4-δ在10 mA cm−2时表现出280 mV的低超电位 (η),在酸中长期稳定80小时.
- 由于强大的Mn-O键,DEMS揭示了增强的晶格氧气稳定性,这表明了协同吸附物进化机制 (SAEM).
- DFT计算显示氧空位形成能量 (EVO) 增加,Mn替代位点中氧原子的电荷密度增加,促进了OER动力学.
结论:
- 兴奋剂有效地提高了 spinel NiCo2O4-δ 在酸性介质中的 OER 活性和稳定性.
- 性能提升归因于氧空缺减少,稳定的晶格氧结构,以及由Mn-O相互作用促进的中间体的优化吸附/溶解.
- 这项工作为开发高效和耐用的非贵金属电催化剂提供了可行的策略,用于酸性OER.
更多相关视频
08:40Synthesis of Metal Nanoparticles Supported on Carbon Nanotube with Doped Co and N Atoms and its Catalytic Applications in Hydrogen Production
Published on: December 6, 2021
10:57Synthesis and Performance Characterizations of Transition Metal Single Atom Catalyst for Electrochemical CO2 Reduction
Published on: April 10, 2018
相关概念视频
Radical Oxidation of Allylic and Benzylic Alcohols
Ladder Diagrams: Redox Equilibria
Consider the Fe3+/Fe2+ half-reaction, which has a standard-state potential of +0.771 V. At potentials more positive than +0.771 V, Fe3+ predominates, whereas Fe2+...
Redox Equilibria: Overview
Oxidation-Reduction Reactions
Oxidation of Alkenes: Syn Dihydroxylation with Potassium Permanganate
