設計高效、穩定的電催化劑以改善緩慢反應動力學的析氧反應(OER),對于提高電化學水裂解制氫至關重要。基于此,南開大學劉璐教授和楊麗萍、山西大學郭東罡教授(共同通訊作者)等人報道了利用一鍋溶劑熱法制備了一系列FeOOH/Ni(HCO3)2異質結構材料(記為FeOOHx/Ni(HCO3)2)。
通過微調不同組分、非均相界面和電子結構的含量,使催化劑的OER性能達到最大。具體而言,在電流密度為10 mA·cm-2時,所制備的FeOOH0.60/Ni(HCO3)2異質結構納米片的過電位最低為216 mV,在100 mA·cm-2高電流密度下穩定超過96 h,在堿性天然海水(1 M KOH+海水)中仍保持良好的OER活性和穩定性。
當FeOOH0.60/Ni(HCO3)2用作分解水的陽極時,電解槽的電流密度為10 mA·cm-2時,電池電壓僅為1.51 V(1 M KOH+海水時為1.56 V),表現出優異的穩定性。優異的OER性能歸因于FeOOH和Ni(HCO3)2對異質結構形成的協同作用,以及異質界面之間的電子結構改變和促進許多活性位點的合適的分級納米片形態。該工作為提高Ni基催化劑在海水裂解中的電催化活性提供了一個很有前景的方向,對氫經濟和環境修復都具有重要意義。
Engineering active sites on hierarchical transition bimetal oxyhydride/bicarbonate heterostructure for oxygen evolution catalysis in seawater splitting. Nano Res., 2022, DOI: 10.1007/s12274-022-4920-3.
https://doi.org/10.1007/s12274-022-4920-3.
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