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ACS Catalysis: 混合陽離子鈣鈦礦 La0.6Ca0.4Fe0.7Ni0.3O2.9作為析氧反應的穩定高效催化劑

為解決電催化OER動力學緩慢的問題，設計并合成出高效穩定的OER電催化劑至關重要。Ni基化合物被廣泛用作堿性介質中水分解的催化劑，而Fe的摻入進一步提高了OER性能。在含有不同Ni 和 Fe 含量的 Ni-Fe 氧化物、氫氧化物和鈣鈦礦中都能夠觀察到這種情況。斯科爾科沃科學技術研究院的Artem M. Abakumov團隊通過改進的超聲噴霧熱解技術合成了空心球狀 La_0.6Ca_0.4Fe_0.7Ni_0.3O_2.9鈣鈦礦，該結構具有大的比表面積和結構均勻性。

合成的La_0.6Ca_0.4Fe_0.7Ni_0.3O_2.9與LaFe_0.7Ni_0.3O₃相比，具有更加合理化的電子結構。Ca的摻入增加了Fe和Ni的氧化態，同時增強了Ni/Fe-O鍵，使得O_2p能帶中心更靠近費米能級，降低了氧空位形成所需的能量，并且激活了晶格氧催化OER機制。更重要的是薄而穩定的鈣鈦礦支撐的層狀Ni-Fe(羥基)氫氧化物，為催化提供活性位點。

La_0.6Ca_0.4Fe_0.7Ni_0.3O_2.9比表面積達到了15 m² g^-1，在1.0 M NaOH溶液中，該電催化劑在1.61 VvsRHE進行OER反應時，質量活性約和和Tafel斜率分別400 A g^-1和52 ±?2.6 mV dec^-1。其性能遠遠高于LaFe_0.7Ni_0.3O₃催化劑，這再一次證明摻雜Ca²⁺離子能夠促進催化劑的活性。通過對反應后的催化劑進行表征，發現催化劑被沒有被降解，具有優異的穩定性。

Mixed-cation perovskite La_0.6Ca_0.4Fe_0.7Ni_0.3O_2.9as a stable and efficient catalyst for the oxygen evolution reaction. ACSCatalysis, 2021, DOI: 10.1021/acscatal.1c00796.

https://doi.org/10.1021/acscatal.1c00796

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ACS Catalysis: 混合陽離子鈣鈦礦 La0.6Ca0.4Fe0.7Ni0.3O2.9作為析氧反應的穩定高效催化劑

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