通过氧气和硫的分配进行表面覆盖工程,以获得稳定的电催化氧气生产
Shengjie Zi1, Jiamin Zhu1, Yue Zhai1
1State Key Laboratory of Applied Organic Chemistry, Frontiers Science Center for Rare Isotopes, 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, 730000, Lanzhou, China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|August 26, 2024
概括
本研究介绍了使用NiO/NiS异构的表面覆盖策略,以防止氧气生产过程中催化剂腐蚀和Ni出. 这种创新方法提高了氧化反应的催化剂稳定性和寿命.
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
- 表面化学 表面化学
背景情况:
- 催化剂的不稳定性,特别是Ni溶解和晶格氧气参与,限制了氧气生产电催化剂的寿命.
- 阳极氧化环境加剧了浸和腐蚀,阻碍了催化剂的性能和耐用性.
研究的目的:
- 开发一种表面覆盖策略,以缓解Ni溶解并稳定催化剂中的晶格氧.
- 为了提高氧化演化反应的电催化剂的耐腐蚀性和长期稳定性.
主要方法:
- 构建具有受控表面厚度的覆盖类型NiO/NiS异构结构.
- 使用菲克定律原理和现场表征技术.
- 使用密度函数理论 (DFT) 计算来理解电子界面相互作用.
主要成果:
- /异构有效地防止了不可逆转的离子漏,并抑制了氧反应中的晶格氧气参与.
- DFT的计算揭示了稳定的O-Ni-S排列,促进了电子积累,削弱了Ni-O共价性,抑制了过氧化.
- 覆盖策略在不牺牲催化活性的情况下提高了耐腐蚀性,在500小时后达到256mV的低超电位.
结论:
- 通过NiO/NiS异构覆盖的表面修饰是一种有效的策略,可以增强氧化时的催化剂稳定性.
- 通过表面修改精确调整氧硫交换过程,提高了催化剂的耐用性.
- 这项工作提出了一种创新的方法来解决氧化催化剂的不稳定性问题.
