通過尿素陽極氧化反應(UOR)替代析氧反應(OER),不僅可以降低綠色制氫的能耗,還可以凈化富含尿素的廢水。d軌道和含氧吸附物的自旋工程已被認為是增強電催化劑性能的有效途徑。
在這項工作中,華中科技大學Chundong Wang,北京工業大學Xiaolei Wang報道了一種由非晶RuO2涂覆的NiO超薄納米片(a-RuO2/NiO)組成的雙功能電催化劑的制造,該催化劑具有豐富的非晶/晶界面,用于析氫反應(HER)和UOR。
文章要點
1)令人印象深刻的是,在尿素電解槽上僅需要1.372 V的電壓即可獲得10 mA cm?2的電流密度。通過摻入非晶態RuO2,a-RuO2/NiO中的氧空位增加,從而增強了總磁化強度,并在反應過程中產生大量自旋極化電子,從而加速了UOR反應動力學。
2)密度泛函理論研究表明,非晶/晶體界面促進電荷載流子轉移,而定制的d帶中心賦予氧生成中間體的優化吸附。
這種氧空位誘導自旋極化電子促進HER和UOR動力學,為先進電催化劑的探索提供了可靠的參考。
參考文獻
Linfeng Li, et al, Manipulation of Electron Spins with Oxygen Vacancy on Amorphous/Crystalline Composite-Type Catalyst, ACS Nano, 2023
DOI: 10.1021/acsnano.3c12133
https://doi.org/10.1021/acsnano.3c12133