在Ni(OH) ₂/NiOOH异质连接中进行接口工程,通过尿素电解来提高节能气的生产效率

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:

• 电化学尿素电解为燃料生产提供了一种具有成本效益和能源效率的途径.
• 异构结构是通过增加活性位点和优化电子性质来提高尿素氧化反应 (UOR) 效率的关键.

研究的目的:

• 为了合成和表征一个Ni(OH) 2 / NiOOH异质连接 (H-Ni) 以提高尿素氧化反应 (UOR) 的性能.
• 研究异质连接中的协同效应及其对催化活性的影响.

主要方法:

• 使用热水合成制造了Ni(OH) 2 / NiOOH异质连接 (H-Ni).
• 密度函数理论 (DFT) 的计算被用来分析电子结构的修改和反应机制.
• 电催化性能通过UOR测试在含尿素的KOH电解质中进行评估.

主要成果:

• 该H-Ni催化剂显示了Ni (OH) 2和NiOOH之间的协同作用,增强了UOR活性.
• DFT的计算证实,H-Ni调节了d频段中心,改善了中间吸附/脱吸,并减少了Gibbs自由能量.
• 与水电解相比,H-Ni-140催化剂在1.341V与RHE时实现了10mA·cm−2的电流密度,并且在100mA·cm−2时需要120mV更少的电池电压.

结论:

• 开发的H-Ni异构连接催化剂对UOR表现出优越的电催化性能.
• 本研究提出了一种具有成本效益和简单的方法,用于制造用于生产的先进异构连接催化剂.