氧气空缺的氧化增加了O2的吸附和激活,用于电催化H的生产

科学领域:

• 电化学 电化学 电化学
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 催化剂是一种催化剂.

背景情况:

• 双电子氧降解反应 (2e$^{-}$ ORR) 是可持续的过氧化 (H$_{2}$O$_{2}$) 生产的一个有前途的途径.
• 然而,在2e$^{-}$ ORR中实现高选择性仍然是一个重大挑战.

研究的目的:

• 调查氧空缺 (In$_{2}$O$_{3-}$) 的氧化作为选择性H$_{2}$O$_{2}$生产的催化剂的有效性.
• 了解In$_{2}$O$_{3-}$增强H$_{2}$O$_{2}$选择性的机制.

主要方法:

• 电化学合成和In$_{2}$O$_{3-}$催化剂的表征.
• 在流电池中评估电催化性能,包括选择性和法拉第效率测量.
• 在现场拉曼光谱检测反应中间体和催化剂行为.

主要成果:

• 在H$_{2}$O$_{3-}$表现出高的H$_{2}$O$_{2}$选择性 (约. 98%) 在0.6V与RHE相比.
• 达到了~95%的法拉第效率和H$_{2}$O$_{2}$生产率3.7mol g$_{catalyst}^{-1}$ h$^{-1}$.
• 在现场的拉曼光谱显示,In$_{2}$O$_{3-}$促进了O$_{2}$的吸附/激活,并稳定了中间体.

结论:

• 有氧空缺的氧氧氧化是一种高度选择性的催化剂,用于2e$^{-}$ORR产生H$_{2}$O$_{2}$.
• 催化剂吸附/激活O$_{2}$并稳定中间体的能力是其性能的关键.
• 这项研究为设计选择性H$_{2}$O$_{2}$合成的改进催化剂提供了见解.