用和添加的Li2ZrO3矿材料作为化演化反应的高效和稳定的电催化剂
Gobeng R Monama1,2, Morongwa E Ramoroka1, Kabelo E Ramohlola1,2
1SensorLab (University of the Western Cape Sensor Laboratories), 4Th Floor Chemical Sciences Building, University of the Western Cape, Bellville 7535, Cape Town, South Africa.
高活性,稀土矿氧化物,LSmZO和LTbZO,显示承诺作为负担得起的,非催化剂通过进化反应在性溶液中生产绿色.
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:
- 开发用于演化反应 (HER) 的非基催化剂对于可持续的绿色生产至关重要.
- 矿氧化物通常是活性较低的HER催化剂,原因是吸附和水分离不良.
- 稀土替代矿为改善 HER 催化剂性能提供了潜在的途径.
研究的目的:
- 为了合成和评估 (Sm) 和 (Tb) 替代的Li2ZrO3矿 (LSmZO和LTbZO) 作为性介质中的HER催化剂.
- 研究新型矿催化剂的结构,形态和电化学特性.
- 将LSmZO和LTbZO的催化活性和效率与商业催化剂进行比较.
主要方法:
- 通过在Li2ZrO3中用Sm和Tb替换A位点来合成LSmZO和LTbZO矿氧化物.
- 使用X射线光电子谱学 (XPS) 进行表征,用于表面和元素组成.
- 形态分析. 形态分析.
- 电化学测量包括 chronoamperometry,Tafel 斜率分析和电化学阻抗光谱 (EIS) 在 1.0 M 溶液中.
主要成果:
- 成功合成了具有不同形态的LSmZO和LTbZO催化剂.
- 电化学测试显示,LSmZO产生了3.34 mmol/g/h的,LTbZO产生了2.52 mmol/g/h的.
- LSmZO显示了97.65%的高法拉代效率,而LTbZO显示了58.55%.
- 这两种催化剂的电流密度均为10 mA/cm2,电位<505 mV,表形斜率<120 mV/dec.
- EIS证实了低电荷传输阻力和高电容,对HER有益.
结论:
- 和替代的氧化物 (LSmZO和LTbZO) 是白金的有效,负担得起和环保的替代品.
- 与性溶液中的LTbZO相比,LSmZO显示出更高的生产率和效率.
- 这些稀土矿显示出推动绿色气生产技术的巨大潜力.
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