析氧反應(OER)具有緩慢的四電子過程,是水分解的限制步驟。合理設計具有良好電子和幾何結構的高效電催化劑,以應對緩慢的析氧反應(OER),是水電解解鎖氫能廣泛應用的關鍵。
因此,湖南醫藥學院肖家福和懷化學院楊欣等采用ZIF-8作為結構模板的離子輔助蝕刻方案,成功構建了一種超低貴金屬(Ir和Ru)摻雜中空Ni(OH)2納米籠電催化劑。得益于高度開放的納米籠結構,所獲得的電催化劑可暴露大量的表面活性位點,并促進質量傳輸和電荷轉移。
另外,在貴金屬摻雜的Ni(OH)2納米籠促進了Ni(OH)2的電子結構與氧參與的中間體優化結合。優化的Ir-Ni(OH)2納米籠僅需248 mV的超低過電位可實現10 mA cm-2的電流密度,具有75.5 mV dec-1的低塔菲爾斜率。
通過與商用Pt/C耦合驅動水分解,僅需要1.51 V的槽壓就可達到10 mA cm-2。這項研究不僅提出了一種創新的OER電催化劑,而且為制造先進的電催化劑開辟了一條新途徑。
Ultralow Noble Metals Doping Enable Metal-Organic Framework Derived Ni(OH)2 Nanocages an Efficient Water Oxidation Electrocatalysis. Chemical Engineering Journal, 2021. DOI:10.1016/j.cej.2021.132478
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