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Appl. Catal. B: 晶格氧參與可控電化學(xué)誘導(dǎo)的晶相-非晶相以提高電催化OER性能

用于水分解OER反應(yīng)的晶態(tài)–非晶態(tài)相的發(fā)展并沒有取得重大進(jìn)展，其潛在催化機制仍未被明確闡釋。基于此，南京工業(yè)大學(xué)邵宗平團隊基于在析氧反應(yīng)(OER)后高價立方鈣鈦礦可以保持結(jié)晶形，而Ruddlesden-Popper(RP)鈣鈦礦傾向于變成無定形，通過電化學(xué)誘導(dǎo)在雜化La_0.33SrCo_0.5Fe_0.5O_x(H-LSCF) 納米纖維中構(gòu)建晶態(tài)–非晶態(tài)相作為OER電催化劑。La_0.33SrCo_0.5Fe_0.5O_x納米纖維觸發(fā)了一種特殊的晶格–氧激活機制，能夠表現(xiàn)出優(yōu)異的 OER 性能。

作者通過靜電紡絲法合成了立方鈣鈦礦SrCo_0.5Fe _0.5O_{3- δ}(SCF) 納米纖維，向SCF的A位引入部分La³⁺離子RP型的LaSrCo_0.5Fe _0.5O_4-δ(LSCF)。通過控制摻入La³⁺離子的量就能很好地調(diào)節(jié)電極中晶相–非晶相的含量。La_0.33SrCo_0.5Fe_0.5O_x(H-LSCF) 納米纖維具有更好的固液接觸、更高的電子傳輸能力和更大的電化學(xué)活性面積。

La_0.33SrCo_0.5Fe_0.5O_x(H-LSCF) 納米纖維大部分為立方鈣鈦礦和小部分的RP型鈣鈦礦構(gòu)成，在OER反應(yīng)后分別會保持晶體結(jié)構(gòu)和趨于無定型。這種OER誘導(dǎo)的晶態(tài)–非晶態(tài)組合結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出優(yōu)異的OER活性和穩(wěn)定性。在0.1 M和1 M KOH溶液中，電流密度為10 mA cm^-2時，過電位分別為260 mV和240 mV，并且穩(wěn)定時間分別為80 h和60 h。為可持續(xù)能源系統(tǒng)中電化學(xué)誘導(dǎo)晶態(tài)–非晶態(tài)的設(shè)計提供了啟示。

Exceptionallattice-oxygen participation on artificially controllableelectrochemistry-induced crystalline-amorphous phase to boost oxygen-evolvingperformance. Applied Catalysis B: Environmental ,2021, DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120484.

https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2021.120484

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