通过阴极激活,提高金属有机框架的氧进化反应性能
Jie Dong1, Danil W Boukhvalov2,3, Cuncai Lv4
1China-Australia Joint Research Center for Functional Molecular Materials, School of Chemical Science and Engineering Institution, Tongji University, Shanghai, 200092, China.
ChemSusChem
|July 5, 2024
概括
阴极激活增强氧演化反应 (OER) 的金属有机框架 (MOF). 活性Ni-HHTP显示出优异的OER活性和稳定性,为水氧化电催化剂提供了一个有前途的战略.
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:
- 金属有机框架 (MOF) 是氧化演化反应 (OER) 的有希望的电催化剂,因为它们的活性点和多孔结构.
- 在开发基于MOF的电催化剂方面仍然存在挑战,这些电催化剂具有高效率和优异的OER稳定性.
研究的目的:
- 调查阴极激活策略用于提高M-HHTP的OER性能 (M = Ni,Cu,Co,Fe;HHTP = 2,3,6,7,10,11-hexahydroxytriphenylene) 的有效性.
- 探索负责性能改进的潜在机制.
主要方法:
- 应用于M-HHTP材料的阴极激活处理.
- 电化学表征包括OER性能测试 (超电位,Tafel斜率) 和电化学阻抗光谱.
- 材料特性和密度函数理论 (DFT) 的计算.
主要成果:
- 激活的Ni-HHTP (HA-Ni-HHTP) 呈现出极好的OER性能,在20 mA cm−2时具有140 mV的低超电位,Tafel斜率为78.7 mV−1.1.
- 阴极激活引发了半导体类型,接触角度和氧空隙含量的变化,有助于提高性能.
- 电化学阻抗光谱学证实激活后的加速电荷传输,改善了OER过程.
结论:
- 阴极激活是一种可行的策略,可以显著提高MOF的OER电催化性能和稳定性.
- 激活的HA-Ni-HHTP超越了商业RuO2,并与最先进的MOF电催化剂竞争.
- 这种激活策略显示了改善其他MOF的氧化性能的潜力,包括Fe-HHTP,Co-HHTP和Cu-HHTP.


