在演化,氧演化和氧降低反应中,基于酸酸的碳热方法获得的复合材料的电催化特性

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
• 能源转换 能源转换

背景情况:

• 演变反应 (HER),氧演变反应 (OER) 和氧减少反应 (ORR) 对能源技术至关重要.
• 非贵金属电催化剂,特别是过渡金属化合物,是这些反应所需要的.
• 与晚期过渡金属相比,常常被忽视的基于的化合物,在与其他元素或金属相结合时显示出潜力.

研究的目的:

• 使用早期的d-金属化合物开发一种用于HER,OER和ORR的新,有效和稳定的电催化剂.
• 为了证明一种简单的合成方法,以为基础的电催化剂避免危险的试剂.
• 评估合成材料在HER,OER和ORR中的催化性能.

主要方法:

• 用酸和甲酸盐添加的聚氨的热解.
• 一种复合电催化剂的合成:化和N,P共碳 (V5NP3/N,P-C).
• 在酸性和性介质中对HER,OER和ORR的V5NP3 / N,P-C催化剂的电化学表征.

主要成果:

• 与许多现有的化或化催化剂相比,V5NP3 / N,P-C复合物对HER,OER和ORR具有优越的催化活性.
• 实现了HER的性能:Tafel斜率为~91 mV dec−1和超电位 (η10) 的~304 mV (1.0 M NaOH) 和~325 mV (0.5 M H2SO4).
• 已证明的OER性能:η10的~290mV和Tafel斜率的~241mVdec-1;ORR性能:开始电位 (Eonset) 的~890mV,半波电位 (E1/2) 的~820mV,和Tafel斜率的~61mVdec-1.

结论:

• V5NP3/N,P-C复合物是HER,OER和ORR的高效电催化剂,其性能优于许多基于的催化剂.
• 合成方法简单,可扩展,避免有毒的化合物和氨.
• 这种基于的催化剂显示出开发具有竞争力的混合电催化剂的前景,可能与晚期d金属一起,用于能源应用.