湿透性-性光谱:对氧演化反应的阳极催化剂层进行形态调
Adarsh Jain1, Christian Marcks2, Gereon Mahler3
1Institute for Energy and Materials Processes - Particle Science and Technology (EMPI-PST), University of Duisburg-Essen, Carl-Benz-Straße 199, 47057 Duisburg, Germany.
ACS applied materials & interfaces
|November 3, 2025
概括
超型铁层双氧化物 (Ni-Fe-LDH) 阳极通过提高活性位点利用率和减少过量的潜能,显著提高氧化演化反应 (OER) 的水电解 (AWE) 性能.
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
- 表面科学是一门学科.
背景情况:
- 阳极的湿透性对性水电解 (AWE) 中的泡动力学产生了重大影响.
- 有效的泡管理是提高AWE效率的关键,通过提高活动地点的可访问性和减少运输阻力.
研究的目的:
- 为了研究超性和超性铁层双氧化物 (Ni-Fe-LDH) 阳极对氧化演化反应 (OER) 的电化学性能的影响.
- 为了将表面湿度与阳极活跃面积利用率和整体OER性能相关联.
主要方法:
- 使用粘合剂选择 (Sustainion和Nafion) 对Ni-Fe-LDH阳极进行喷涂,以调整表面的湿透性.
- 使用接触角度测量表征表面湿透性 (超性<10°,超性>150°).
- 对OER的电化学性能评估,包括100 mA cm-2.2的超电位测量.
主要成果:
- 基于Sustainion的阳极表现出超性 (温泽尔模型),而基于Nafion的阳极表现出超性 (卡西-巴克斯特状态).
- 相比于超性阳极,超性阳极在100 mA cm−2时实现了73 mV较低的超电位,相比于超性阳极.
- 超性阳极表现出完全活跃区域利用率,而超性阳极有高达~47%的非受湿区域,限制了OER贡献.
结论:
- 通过粘合剂选择和形态学控制的表面可湿性,显著影响了AWE中的Ni-Fe-LDH阳极性能.
- 超性阳极提供卓越的OER性能,由于完全湿和增强的活跃站点利用.
- 这项研究提供了设计高性能AWE阳极的见解,通过系统控制可湿性.
