简单合成纳米结构的Ni/NiO/N-doped石墨烯电催化剂,用于增强氧气演化反应

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
• 纳米技术纳米技术

背景情况:

• 开发高效的电催化剂对于能源转换和储存技术至关重要.
• 基于的材料和添加的石墨烯对电催化应用具有前景.
• 控制电催化剂的接口结构可以显著提高它们的性能.

研究的目的:

• 为了合成和表征具有受控Ni/NiO/N-doped石墨烯接口的新型电催化剂.
• 研究不同含配体对电催化剂微观结构和性能的影响.
• 为了评估合成的电催化剂的氧化演化反应 (OER) 活性.

主要方法:

• 用联体辅助化学蒸汽沉积 (CVD) 技术用于催化剂合成.
• 使用了两种含的配体,即二拉[2,3-f:2',3'-h]素-2,3,6,7,10,11-六碳 (L) 和胺 (M).
• 使用XRD,拉曼光谱,SEM,TEM和XPS进行了结构和组成的表征.

主要成果:

• 使用联体L合成的复合物表现出一个NiO-sandwiched Ni/N-doped 石墨烯结构,在10 mA cm−2时达到292 mV的OER超电位,Tafel斜率为45.41 mV dec−1.
• 这种性能可与现有的贵金属催化剂相美.
• 使用连接物M合成的复合物显示Ni被N-化石墨烯封装,OER超电位在10 mA cm−2时为390 mV,Tafel斜率为78.9 mV dec−1.

结论:

• 联体辅助的CVD路径提供了一种简单的方法来控制Ni/NiO/N-doped石墨烯电催化剂的微结构.
• 特定的接口结构,特别是NiO层,在提高OER性能方面发挥着关键作用.
• 这种方法为设计用于能源应用的高性能,成本效益高的电催化剂提供了途径.