快速和现场活跃现场再生用于OER活动恢复和极长时间的水分性能
Qin Li1,2, Wenshu Luo2, Xiangzhi Cui2,3
1School of Physical Science and Technology, Shanghai Tech University, Shanghai, 201210, P.R. China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|March 13, 2025
概括
本研究介绍了氧化演化反应 (OER) 催化剂的活性位点再生策略. 通过切换阳极溶液,损坏的催化剂在现场恢复,显著延长电解剂的寿命.
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
背景情况:
- 自然界的酶不断再生,使得持续的反应成为可能.
- 氧进化反应 (OER) 催化剂通常由于活性部位降解而遭受活动损失.
- 延长电解电池的使用寿命对于高效的气生产至关重要.
研究的目的:
- 为OER催化剂制定一个活跃现场再生策略.
- 为了提高电解电池中的电极的耐用性和使用寿命.
- 调查氧气演变的催化活性在现场恢复的情况.
主要方法:
- 在网 (NiFe(S) /NM) 上合成了一种含硫的NiFe-LDH催化剂.
- 由于纳米板脱离而导致的长期OER期间调查的催化剂失活.
- 开发了一种局部再生方法,涉及溶液切换,氧化还原反应和电化学氧化.
主要成果:
- Fe (S) /NM催化剂最初表现出极好的OER活性,但随着时间的推移而退化.
- 在现场再生过程完全恢复了催化剂的OER活动到最初的水平.
- 回收的催化剂 (R-NiFe ((S) / NM) 在经过四个损坏恢复周期后保持了90%的初始活性,在300 mA cm-2.2下稳定运行超过80小时.
- 电解器与回收的催化剂在与初始设置相似的电流密度和电池电压下运行.
结论:
- 拟议的活性站点再生战略有效地延长了OER催化剂的使用寿命.
- 现场催化剂回收提供了一种可持续的方法,以保持电解电池的高性能.
- 该方法显示了提高电化学设备的长期运行稳定性的巨大潜力.
