合作效应驱动水氧化催化在电催化剂中通过中间体的不稳定
Benjamin Moss1, Katrine Louise Svane2, David Nieto-Castro3
1Imperial College London, Molecular Sciences Research Hub (MSRH), 82 Wood Lane, London W120BZ, United Kingdom.
了解氧化演化反应 (OER) 催化剂中的氧化还原转换是关键. 这项研究揭示了吸附剂相互作用如何破坏中间体的稳定性,影响氧化 (CoOOH) 和铁六酸盐 (CoFe-PB) 的OER动力学和活性.
科学领域:
- 电化学
- 材料科学
- 催化剂
背景情况:
- 氧化演化反应 (OER) 催化被催化剂中的复杂氧化还原转换所阻碍.
- 了解吸附物相互作用及其对中间结合能的影响对于OER动力学至关重要.
- 现有的方法很难解开这些重叠现象.
研究的目的:
- 调查吸附剂覆盖范围和相互作用对OER动力学的影响.
- 为了对比氧化 (CoOOH) 和铁酸 (CoFe-PB) OER催化剂的行为.
- 阐明在OER活动和Tafel斜坡中中间破坏的作用.
主要方法:
- 开发和应用一种新的光谱电化学系统.
- 时间分辨率光谱和电化学质谱.
- 密度函数理论 (DFT) 的计算与电吸同温相结合.
主要成果:
- 在CoOOH和CoFe-PB中确定了三个不同的氧化还原转换,最后一个是OER活性.
- 具有越来越多的覆盖范围的催化中间体的吸附剂诱导不稳定.
- 在CoOOH (0.34 eV/ML) 与CoFe-PB (0.19 eV/ML) 中量化较强的不稳定,影响OER发作.
- 显示的吸附物相互作用显著影响状态覆盖,动力学和观察到的Tafel斜率,即使在较弱的相互作用情况下.
结论:
- 在这两种材料中,吸附剂驱动的中间体不稳定是OER催化活性的一个重要因素.
- 不稳定程度与催化剂特性相关,并影响中介积累和O2演变之间的关系.
- 吸附物相互作用在确定观察到的塔菲尔斜率方面发挥着关键作用,突出了非尼恩斯吸附行为.
更多相关视频
10:52Multiscale Sampling of a Heterogeneous Water/Metal Catalyst Interface using Density Functional Theory and Force-Field Molecular Dynamics
Published on: April 12, 2019
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
相关概念视频
Cofactors and Coenzymes
Cofactors can be metallic ions or organic molecules called coenzymes. These types of helper...
Oxidation-Reduction Reactions
Redox Reactions
Catalysis
Redox Equilibria: Overview
Thermal and Photochemical Electrocyclic Reactions: Overview
