在Ruddlesden-Popper Perovskites (A₂BO₄) 的B站点工程中,用于H₂O₂生产,太阳能到化学效率为4.85%

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 电化学 电化学 电化学
• 催化剂是一种催化剂.

背景情况:

• 通过氧降解反应 (ORR) 合成过氧化 (H2O2) 的电化学合成是一种环保的替代品.
• 为两电子ORR路径开发选择性和稳定的催化剂仍然是一个重大挑战.

研究的目的:

• 研究Ruddlesden-Popper (RP) 矿氧化物作为选择性H2O2生产的有效催化剂.
• 在光伏电化学系统中评估LaSrNiO4 (LSN) 的性能.

主要方法:

• 对ORR活性和选择性的LaSrBO4矿化合物 (B = Ni,Co,Fe,Mn) 的选.
• 将最有前途的催化剂集成到光伏电化学装置中.
• 超过50小时的稳定性测试和密度函数理论 (DFT) 计算.

主要成果:

• 在经过测试的RP矿中,LaSrNiO4 (LSN) 具有最高的两电子ORR选择性 (~87%) 和活性.
• 与LSN集成的系统实现了4.85%的太阳能到化学转换效率,H2O2生产率为149.2 μmol cm−2 h−1.1.
• 在50小时的运行中,LSN表现出良好的稳定性.

结论:

• RP矿,特别是LSN,是电化学H2O2生成的高效和可持续的催化剂.
• 这项研究强调了土壤丰富的RP矿作为碳或贵金属基催化剂的替代品的潜力.
• DFT计算表明,Ni B位点的H2O2形成和脱吸动力学有利,这有助于LSN的性能.