ACS Catalysis: 混合阳离子钙钛矿 La0.6Ca0.4Fe0.7Ni0.3O2.9作为析氧反应的稳定高效催化剂

为解决电催化OER动力学缓慢的问题，设计并合成出高效稳定的OER电催化剂至关重要。Ni基化合物被广泛用作碱性介质中水分解的催化剂，而Fe的掺入进一步提高了OER性能。在含有不同Ni 和 Fe 含量的 Ni-Fe 氧化物、氢氧化物和钙钛矿中都能够观察到这种情况。斯科尔科沃科学技术研究院的Artem M. Abakumov团队通过改进的超声喷雾热解技术合成了空心球状 La_0.6Ca_0.4Fe_0.7Ni_0.3O_2.9钙钛矿，该结构具有大的比表面积和结构均匀性。

合成的La_0.6Ca_0.4Fe_0.7Ni_0.3O_2.9与LaFe_0.7Ni_0.3O₃相比，具有更加合理化的电子结构。Ca的掺入增加了Fe和Ni的氧化态，同时增强了Ni/Fe-O键，使得O_2p能带中心更靠近费米能级，降低了氧空位形成所需的能量，并且激活了晶格氧催化OER机制。更重要的是薄而稳定的钙钛矿支撑的层状Ni-Fe(羟基)氢氧化物，为催化提供活性位点。

La_0.6Ca_0.4Fe_0.7Ni_0.3O_2.9比表面积达到了15 m² g^-1，在1.0 M NaOH溶液中，该电催化剂在1.61 VvsRHE进行OER反应时，质量活性约和和Tafel斜率分别400 A g^-1和52 ± 2.6 mV dec^-1。其性能远远高于LaFe_0.7Ni_0.3O₃催化剂，这再一次证明掺杂Ca²⁺离子能够促进催化剂的活性。通过对反应后的催化剂进行表征，发现催化剂被没有被降解，具有优异的稳定性。

Mixed-cation perovskite La_0.6Ca_0.4Fe_0.7Ni_0.3O_2.9as a stable and efficient catalyst for the oxygen evolution reaction. ACSCatalysis, 2021, DOI: 10.1021/acscatal.1c00796.

https://doi.org/10.1021/acscatal.1c00796

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ACS Catalysis: 混合阳离子钙钛矿 La0.6Ca0.4Fe0.7Ni0.3O2.9作为析氧反应的稳定高效催化剂

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