銥(Ir)元素的稀缺性限制了酸性OER的廣泛應用。
有鑒于此,北京科技大學秦明禮教授、賈寶瑞、日本東北大學李昊等報道開發了具有原子分散的低價態Ir的介孔單晶尖晶石型Co3O4,以實現OER電催化劑的Ir高效和穩定利用。
本文要點:
(1)
表面Pourbaix圖表明,在酸性OER反應條件下,O*完全覆蓋了Co3O4的(111)面和(110)面,使Co位點鈍化,但是增強了Co3O4的結構穩定性,而Ir摻雜進一步提升了這一優勢。
介孔結構使得提供了大量的Ir單原子負載位點,Ir的質量分數達到13.8%,這些位點通過形成高本征活性的Co-Ir橋連位點,激活了原本O*鈍化的Co3O4(111)面;并且,與傳統的Ir-Co3O4催化劑相比,這種催化劑之中,Ir和Co的溶解速率分別降低至約1/4和1/5。
(2)
這種催化劑在>100 h的時間內表現僅為248 mV的10 mA cm-2,電流密度為10 mA cm-2時的過電位),表現了其電解水的潛力。
參考文獻
Yong Wang, Yunpu Qin, Sijia Liu, Yongzhi Zhao, Luan Liu, Di Zhang, Shangqing Zhao, Jianfang Liu, Jie Wang, Yadong Liu, Haoyang Wu, Baorui Jia*, Xuanhui Qu, Hao Li*, and Mingli Qin*, Mesoporous Single-Crystalline Particles as Robust and Efficient Acidic Oxygen Evolution Catalysts, J. Am. Chem. Soc. 2025
DOI: 10.1021/jacs.4c18390
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c18390