四川大学Nature子刊：共掺杂SrIrO3高效催化酸性OER！

电催化水分解是一种很有前途的可持续制氢途径，但阳极析氧反应（OER）的高过电位给该工艺带来了巨大的挑战。其中，基于SrIrO₃的钙钛矿型催化剂在酸性OER中表现出很大的潜力，但其高活性的来源尚不清楚。

基于此，四川大学李高仁教授等人报道了一个共掺杂的SrIrO₃体系，以提高OER的活性，并阐明催化活性的来源。共掺杂的SrIrO₃在传统电解槽和质子交换膜（PEM）水电解槽中均表现出较高的OER电催化活性，明显优于商用IrO₂催化剂。

VASP解读

通过DFT计算，作者研究了共掺杂的SrIrO₃体系催化性能提高的机理。计算得到的自由能图显示，所有模型的速率决定步骤都是*OOH的形成。无论是表面还是体相的Co掺杂，都不会改变IrO₆八面体的配位结构，只能在一定程度上增强OER的催化活性。

其中，Co溶解后形成的表面不饱和IrO_x的OER活性显著提高，过电位降低了311-344 mV，表明Co可能不直接参与催化，而是通过位点溶解促进表面重构，导致更多低配位IrO_x活性位点快速暴露。

此外，态密度（DOS）分析表明，Co掺杂显著影响Co-O-Ir桥氧，使O 2p带中心向费米能级移动。O 2p带中心的移位极大地影响了催化剂的表面稳定性，表明Co掺杂的主要作用是改变SrIrO₃的表面稳定性，促进表面重构和IrO_x活性位点的形成。

同时，Co的掺杂和溶解显著影响Ir 3d带中心，其负移导致*OOH自由能降低，显著增强了OER催化活性。结果表明，中等的O 2p带中心和较低的Ir 3d带中心对SrIrO₃基催化剂的催化活性至关重要。

The formation of unsaturated IrO_x in SrIrO₃ by cobalt-doping for acidic oxygen evolution reaction. Nat. Commun., 2024, DOI: 10.1038/s41467-024-46801-y.

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/2024/04/25/59ac65ab7b/

四川大学Nature子刊：共掺杂SrIrO3高效催化酸性OER！

相关推荐

发表回复