徐平/武刚JMCA: 抽丝剥茧: 探究镍基材料在磁场下的OER行为

磁场辅助电催化已成为能量转换相关电化学反应(如析氢反应(HER)、析氧反应(OER)、氧还原反应(ORR)和CO₂还原反应(CO₂RR))的一种新方法。然而，目前仍然缺乏对磁场增强机制的全面了解，因此无法利用其优势设计和制造用于先进能源技术的高性能催化剂。

基于此，哈尔滨工业大学徐平、纽约州立大学布法罗分校武刚等研究了镍基催化剂(Ni(OH)₂、NiO和Ni)在原位磁场下的析氧反应(OER)行为。

研究人员通过使用自行设计的电化学系统与可微调磁场强度(0 T-1.4 T)的磁力计相结合来进行试验。结果表明，所有材料的电催化活性随着磁场强度的增加而提高(在1.4 T的强磁场下，IrO₂、Ni(OH)₂、NiO和Ni在10 mA cm^-2电流密度下的过电位分别降低10 mV、12 mV、11 mV和20 mV)。

另外，在磁场作用下，氧化峰电流增加，这表明随着磁场强度的增加，电极的电导率更高，电子转移效率提高，同时也进一步表明磁场可以加速OER的多电子转移过程。

磁阻(MR)效应在影响OER活性中的主导作用，OER过程中的电子转移也可以通过MR效应受到磁场的影响。值得注意的是，在第一个电子转移步骤是OER的决速步的情况下，磁场诱导的自旋极化动力学将更加明显。

总体而言，磁诱导的OER增强在具有负MR效应的催化剂中最为明显，即使在去除磁场后，也会发现磁滞效应。这项工作开辟了磁场辅助电催化的新途径，并为磁效应促进的催化剂的设计和制造提供了新见解。

Magnetic Field Assisted Electrocatalytic Oxygen Evolution Reaction of Nickel-Based Materials. Journal of Materials Chemistry A, 2021. DOI: 10.1039/d1ta09444k

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徐平/武刚JMCA: 抽丝剥茧: 探究镍基材料在磁场下的OER行为

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