3D打印的等级纳米结构N-Co₂NiO₄NF电极,用于高效的同时电催化生产和格式

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
• 可持续能源 可持续能源

背景情况:

• 在水电解中的氧气演变反应是能源密集的. 用糖电氧化反应 (GER) 取代它为高效的生产和有价值的化学联合生成提供了一条途径.
• 为GER开发具有成本效益和高性能的电催化剂仍然是一个重大挑战.

研究的目的:

• 提出和研究一种自支持的N-doped Co2NiO4纳米片 (N-Co2NiO4 NF) 电催化剂,用于高效的糖电氧化,以形成.
• 探索分层纳米结构和兴奋剂对催化活性的协同效应.
• 为了评估N-Co2NiO4 NF在用于生产和形式生成的双电极电解器中的性能.

主要方法:

• 在3D打印的-稳定 (Ni-YSZ) 基板上合成自支的N-化Co2NiO4纳米片 (N-Co2NiO4 NF).
• 对糖醇电氧化反应 (GER) 的 N-Co2NiO4 NF 的电化学表征.
• 使用N-Co2NiO4 NF作为阳极的双电极电解器的组装和测试.

主要成果:

• N-Co2NiO4 NF催化剂显示了GER的低潜力,特别是1.07V和1.18V (与RHE相比),电流密度分别为10和50mA cm-2.
• 两电极电解器 (N-Co2NiO4 NF//NiS-Co-NiP) 在10和200mA cm-2.2时实现了1.24V和1.55V的超低电池电压.
• 观察到高法拉第效率 (97%) 的格式生产和优良的耐用性 (120小时).

结论:

• 层叠的Co2NiO4纳米结构和兴奋剂之间的协同作用显著增强了GER的电催化活性.
• 开发的N-Co2NiO4 NF是一种高性能,低成本的电催化剂,用于高效的生产和增值化学联合发电.
• 这项工作为设计用于节能和环保化学过程的基于Ni的先进电催化剂提供了一种多功能方法.