Appl. Catal. B.: 非贵金属碳化物中Ni取代对水分解的促进机制

2023年10月13日下午3:08 • 头条, 百家, 顶刊 • 阅读 9

电催化水分解是最有效和可持续的H₂生成技术之一，但酸性和碱性电解水最有效催化催化剂仍然是贵金属基催化剂(用于HER的Pt和用于OER的Ir/Ru 氧化物)，这些催化剂昂贵且稀缺。研究影响和推进现有技术限制的新催化剂工程概念至关重要。

因此，贾瓦哈拉尔·尼赫鲁高等科学研究中心Sebastian C. Peter团队报道了一种Ni取代N掺杂石墨碳(NGC)负载的钼和碳化钨(Ni-MoC/WC@NGC)的双功能催化剂，并研究其对全分解水(OWS)活性的促进作用机制。

通过XPS、XAS和DFT计算等各种技术证明了Ni取代调控了碳化物电子结构。Ni和活性中心之间通过原位电荷转移产生的协同电子相互作用促进了HER动力学。在OER 过程中，Ni通过形成Ni-羟基氧化物物种增强了催化性能。

Ni-MoC/WC@NGC在OWS中具有明显的性能增强，其析氢反应(HER)活性中可与商业Pt/C 相媲美，并且在析氧反应(OER)中性能优于IrO₂。

Ni-MoC@NGC在酸性介质中进行HER，当电流密度为140 mA cm^-2时的过电位为65 mV。由Ni-MoC@NGC组装的H₂O电解可以在1.5 V AAA商用电池的帮助下全分解水。

Mechanistic insights into the promotional effect of Ni substitution in non-noble metal carbides for highly enhanced water splitting. Applied Catalysis B: Environmental, 2021. DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120560

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Appl. Catal. B.: 非贵金属碳化物中Ni取代对水分解的促进机制

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