在工況催化反應過程中,催化劑將連續的發生無定形化和催化活性結構的溶解,因此阻礙了人們對OER電催化劑的穩定性和活性之間關系的認知。
有鑒于此,華中科技大學劉友文副教授、西南大學何榮幸教授、王文彬副教授等報道選擇性吸附NO3-策略,增強催化劑的晶化度以及表面重構,形成無定形-結晶(a-c)異質結,改善催化劑的電催化活性。
在a-c Ni摻雜Fe2O(OH)3NO3·H2O預催化劑模型,發現溶解的NO3-容易吸附在晶體表面,在OER電催化反應過程中形成a-c Fe(Ni)OOH,降低催化劑的無序態,能夠活化a-c異質結中Fe(Ni)OOH晶體催化劑中的Fe和Ni。
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Ni-FeNH催化劑在500 mA cm-2電流密度的過電勢僅為303 mV,穩定工作的時間長達500 h。構筑的工業級電解水器件能夠在8000 mA電流密度穩定工作100 h。
參考文獻
Wenbin Wang, Qunlei Wen, Danji Huang, Yu Lin, Niandan Zhao, Lan Tang, Ming Li, Youwen Liu, Rongxing He, Oxyanions Enhancing Crystallinity of Reconstructed Phase for Oxygen Evolution Reaction, Angew. Chem. Int. Ed. 2024
DOI: 10.1002/anie.202415132
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202415132