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?柏林工大/蘇大AM: 循環氫吸附/脫附策略，助力LaNi5金屬間化合物高效穩定催化OER

氧析出反應(OER)緩慢的動力學被認為是電化學水分解實現高效產氫的瓶頸。因此，設計高活性、經濟有效、耐用的電催化劑對于加速OER動力學至關重要。最近，基于過渡金屬的金屬間化合物(TM：Fe、Co、Ni、Mn)由于其低電阻率、組成可調和獨特的晶體結構而受到了特別的關注。在這些金屬間化合物中，TM物種會在堿性OER過程中原位轉化為活性羥基氧化物，從而提高催化活性。

此外，在大多數情況下，催化劑只在表面進行了重組，從而產生了具有高導電性的獨特核殼結構。盡管在相關研究領域取得了很大進展，但目前仍急需尋找高效的新型金屬間化合物以揭示它們的活性結構、了解它們的OER機制和得出它們的組成-結構-性能的關系。

近日，柏林工業大學Prashanth W. Menezes和蘇州大學康振輝、陳子亮等開發了一種氫處理策略，使LaNi₅能夠高活性和穩定電催化析氧反應(OER)。具體而言，研究人員通過對LaNi₅進行多次氫吸收和解吸循環，產生重復晶格體積變化以增強晶體缺陷、晶格應變、晶粒細化和顆粒裂紋，這大大提高了金屬位點的暴露率。

此外，通過一系列光譜特征，研究人員發現在OER過程中，稀土La形成La(OH)₃粘覆在粒子表面，隨后超細γ-NiOOH納米粒子在La(OH)₃上生成，并最終形成多孔γ-NiOOH/La(OH)₃/LaNi₅核殼結構。

La(OH)₃的約束和耦合作用顯著抑制了活性γ-NiOOH納米粒子的聚合，導致γ-NiOOH納米粒子均勻和充分地暴露在電解質。這使得催化劑具有豐富的活性位點、加速電荷轉移和傳質、高結構穩定性以及優化對中間體的吸附能。

因此，優化后的LaNi₅-H-11h/NF電催化劑在100 mA cm^-2處的OER過電位僅為322 mV；其在工業級電流密度(~560 mA cm^-2)下能夠連續穩定運行10天，表現出超高OER穩定性。

Reviving Oxygen Evolution Electrocatalysis of Bulk La-Ni Intermetallics via Gaseous Hydrogen Engineering. Advanced Materials, 2022. DOI: 10.1002/adma.202208337

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