张军/周炎Small: 电池电压最低值！双功能Fe3O4/Au/CoFe-LDH夹层结构电催化剂用于不对称电解槽

降低产生氢气的总电解电位是制造适用的析氢电池的关键目标。阳极上的析氧反应(OER)并动力学缓慢，与氢气相比，全水解过程中产生的氧气是低附加值产品。有文献报道，使用有机分子的氧化代替OER是降低水分解极限电压(1.23 V)的有效方法。

因此，中国石油大学(华东)张军、周炎等合成了一种双功能夹心结构的Fe₃O₄/Au/CoFe-LDH催化剂，并将其用来组装电解质不对称电池，其中在阳极发生葡萄糖氧化(GOR)而不是OER，这极大的提升了产氢效率。

Fe₃O₄和CoFe-LDH之间的微量Au显着提高了催化剂的固有电导率和催化活性。结构表征与电化学表征结果表明，Fe₃O₄和CoFe-LDH负责电催化析氢反应(HER)，而Au负责电催化葡萄糖氧化(GOR)。

在高电流密度(1000 mA cm^-2)下，Fe₃O₄/Au/CoFe-LDH也为HER和GOR提供了出色的电催化活性和稳定性。

在具有两电极配置的两室电池中进行的进一步电化学测试。结果表明，Fe₃O₄/Au/CoFe-LDH可以显着降低这种不对称电池的整体电位，在进行iR补偿和未进行iR补偿的条件下，仅需要0.48 V和0.89 V即可达到10 mA cm^-2电流密度，这是目前所报道的最低值。

Fe₃O₄/Au/CoFe-LDH的设计和合成为在极低的电池电压下电化学制氢和葡萄糖酸盐铺平了道路，并且可以很容易地与各种太阳能电池匹配。

Bi-Functional Fe₃O₄/Au/CoFe-LDH Sandwich-Structured Electrocatalyst for Asymmetrical Electrolyzer with Low Operation Voltage. Small, 2021. DOI: 10.1002/smll.202103307

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张军/周炎Small: 电池电压最低值！双功能Fe3O4/Au/CoFe-LDH夹层结构电催化剂用于不对称电解槽

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