AEM：孪晶提高金属催化剂电分解水的效率

2023年10月10日下午8:00 • 头条, 百家, 顶刊 • 阅读 5

孪晶是提高金属催化剂电解水裂解效率的一种有效途径。

近日，台湾国立清华大学Shih-Yuan Lu和国立阳明交通大学YongMan Choi（共同通讯作者）等人报道在高脉冲电流密度下，采用有机辅助电沉积法成功制备了一种具有致密相干纳米温（NT）界面（NTCu-5nm）的树枝状Cu。

NT边界显著提高纳米晶Cu（NCCu）上NTCu-5nm的电催化效率和稳定性，将析氧反应（OER）在电流密度为10 mA cm^-2时的过电位从378 mV降低到281 mV，析氢反应（HER）从235 mV降低到88 mV。

在500 mA cm^-2的超高初始电流密度下，连续工作100 h的整体水分裂后，小计时电流衰减仅为5%，大大优于NCCu//NCCu电偶仅运行1 h时27%的大计时电流衰减。缺陷孪晶界能够在低过电位下形成活性Cu^IIIO₂^–，从而提高OER性能。

孪晶界引起的协同几何效应和电子效应导致氢吸附吉布斯自由能（ΔG_H）向交换电流密度与ΔG_H的volcano图顶点移动，从而显著提高HER活性。

Twinning Enhances Efficiencies of Metallic Catalysts toward Electrolytic Water Splitting. Adv. Energy Mater., 2021, DOI: 10.1002/aenm.202101827.

https://doi.org/10.1002/aenm.202101827.

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