三单位联合AFM:钌酸钇焦绿石的酸性析氧性能差,不妨试试Co掺杂 2023年10月10日 上午12:19 • 头条, 百家, 顶刊 • 阅读 5 在可再生燃料电池的电解和电化学水分解中,析氧反应(OER)都是必不可少的。由于较高的离子(质子)电导率和较少的副反应,酸性环境更有利于OER。然而,可用于酸性溶液(pH<7)的电催化剂是有限的,因为大多数已知的活性化学品在苛刻的酸性条件下是不稳定的。在这方面,钌(Ru)和铱(Ir)为新型金属电催化剂,由于其良好的稳定性和高活性而经常被使用,特别是在基于低温质子交换膜(PEM)的电解槽工作的酸性介质中。但是钌(Ru)和铱(Ir)的低储量和高昂的价格严重限制了其大规模应用。 基于此,比利时鲁汶大学张漩、Jan Fransaer、五邑大学张弛和武汉大学王俊等将Co掺入Y2−xCoxRu2O7−δ以实现在Ru和Co原子之间的eg轨道电荷重新分布,从而导致催化剂在酸性条件下具有超高的OER活性。 实验结果表明,在0.5 M H2SO4中,优化的Y1.75Co0.25Ru2O7−δ(YCR)催化剂具有显著提高的OER活性,其在10 mA cm−2电流密度下的OER过电位低至275 mV,并且Tafel斜率为61 mV dec−1,优于Y2Ru2O7-δ(YR)(360 mV,118 mV dec−1)和基准RuO2(286 mV,86 mV dec−1)催化剂。此外,在2000个CV循环后,YCR在10 mA cm−2电流密度下的过电位仅下降了3.6%,并且其反应后的结构和形态没有发生明显变化。 为了更好地了解Co和Ru的活性,研究人员进一步通过吸附质演化机制(AEM)和晶格氧氧化机制(LOM),在Ru中心和Co中心上进行了基于YCR催化剂的OER反应。其中,Ru1代表Ru-O-Co位点,Ru2则代表Ru-O-Y位点。 结果表明,Ru1通过AEM和LOM总是比Ru2更活跃,而Ru原子(Ru1和Ru2)显示出比Y原子更好的活性;Ru1始终是AEM和LOM上OER的活性位点,而LOM上Co位点对OER更为活跃。因此,YCR的优异OER性能可能是有效的Co原子掺杂到Y位点:Co的掺杂将从根本上减少带隙、产生氧空位、导致Co和Ru之间的相互作用、产生电荷转移过程以及降低理论氧析出反应电位。 Achieving Efficient Electrocatalytic Oxygen Evolution in Acidic Media on Yttrium Ruthenate Pyrochlore through Cobalt Incorporation. Advanced Functional Materials, 2023. DOI: 10.1002/adfm.202208399 原创文章,作者:Gloria,如若转载,请注明来源华算科技,注明出处:https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/10/95de911f8e/ 催化 赞 (0) 0 0 生成海报 相关推荐 上硅所/华科AM:β-Ni(OH)2电极的S物种激发的高价Ni2+δ选择性氧化5-羟甲基糠醛 2023年10月12日 Energy Environ. Sci. 构筑核壳结构电缆型催化剂,将高效析氢与低能耗氯碱工业合二为一 2023年11月13日 ACS Catalysis: d轨道电子构型调控金属-氮-碳催化剂在电化学CO2RR中的选择性 2023年10月11日 余承忠/刘超AM:“纳米工厂”模拟现代工厂自动化,高效电催化硝酸盐还原合成氨! 2024年4月16日 硕果累累!这个团队本月已发5篇顶刊! 2023年10月10日 他,诺奖得主,开创第三种催化剂,今日再发Science! 2024年2月19日 发表回复 请登录后评论...登录后才能评论 提交