在网上采用Sn介导的无形NiFeP无电,用于稳定的高电流氧气演变反应

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
• 化学工程是化学工程的重要组成部分.

背景情况:

• 用于生产的水电解的商业化受氧演化反应 (OER) 电极的性能和成本的限制.
• 铁化物 (NiFeP) 作为性OER电催化剂具有前景,但在高电流密度下活动不佳,不稳定,以及在网 (NM) 上均加载的挑战.
• 强大的和可扩展的电极制造方法对于推进工业规模的水电解是至关重要的.

研究的目的:

• 开发一种新的,低成本的,可扩展的方法,用于在NM上制备高性能NiFeP OER电催化剂.
• 为了提高NiFeP电催化剂的活性,稳定性和负载均性,用于工业水电解应用.
• 解决性介质中现有的NiFeP催化剂的局限性,特别是在高电流密度下.

主要方法:

• 在低温条件下使用使用锡 (Sn) 作为促进剂的无电技术.
• 在平滑的网 (NM) 表面上实现了无形-铁- (NiFeP) 的现场生长,形成了NiFeP-Sn/NM.
• 分析了催化剂的形态和成分,并评估了其在性介质中的OER的电化学性能.

主要成果:

• 与NiFeP-Sn/NM (332 mV) 和Ni/NM (460 mV) 相比,NiFeP-Sn/NM催化剂显著提高了OER性能,只需要309mV的超电位来驱动100mA cm-2,相比之下,NiFeP/NM (332 mV) 和Ni/NM (460 mV).
• 氧化锡 (SnO2) 作为核心,促进沉积,防止漏,促进稳定的NiFeP聚合物,从而平衡活性和稳定性.
• 在长时间的电解仪测试中,在 500 mA cm-2 的高电流密度下表现出稳定的运行,电池电压保持在 1.9 V 左右,没有超电位衰变.

结论:

• 使用Sn促进剂开发的低温无电法有效地解决了NiFeP对NM的加载问题,从而实现了均和强大的催化剂沉积.
• NiFeP-Sn/NM催化剂提供了卓越的工业OER性能,其特点是高活性和在苛刻条件下特殊的长期稳定性.
• 这种具有成本效益和可扩展的方法为高性能OER电极的工业生产提供了可行的途径,大大推动了水电解的商业化.