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Edward H. Sargent/梁紅艷/劉永長Nature子刊:硼化物衍生的OER電催化劑

Edward H. Sargent/梁紅艷/劉永長Nature子刊:硼化物衍生的OER電催化劑
金屬硼化物/硼酸鹽被認為是一種很有前景的析氧反應(OER)催化劑,然而,目前仍缺乏在實際高電流密度下長期穩定性的證據。
近日,天津大學梁紅艷教授和劉永長教授、加拿大多倫多大學Edward H. Sargent院士(共同通訊作者)等人報道了一種制備有效硼化物/硼酸鹽基催化劑的相組成調制方法。作者通過operando X射線光譜發現金屬硼化物原位形成的金屬硼酸鹽是其高活性的原因。
Edward H. Sargent/梁紅艷/劉永長Nature子刊:硼化物衍生的OER電催化劑
基于該認識,作者合成了NiFe硼化物,并將其用作模板前體以形成活性NiFe硼酸鹽催化劑。該硼化物衍生氧化物在1 M KOH電解液中和電流密度為10 mA/cm2下以過電位為167 mV催化析氧,而且在1 A/cm2的高電流密度下長達400 h工作時過電位達到破紀錄值,僅為460 mV。
Edward H. Sargent/梁紅艷/劉永長Nature子刊:硼化物衍生的OER電催化劑
作者將該催化劑與CO還原反應進行配合,組裝為堿性環境膜電解池,能夠在200 mA/cm2電流密度下穩定的進行80 h以上的C2H4電催化合成。
其中制備C2H4電催化的能量使用效率為19%,但相同條件下使用IrO2進行OER反應的C2H4電催化能量效率僅為17%。
Edward H. Sargent/梁紅艷/劉永長Nature子刊:硼化物衍生的OER電催化劑
Boride-derived oxygen-evolution catalysts. Nat. Commun., 2021, DOI: 10.1038/s41467-021-26307-7.
https://doi.org/10.1038/s41467-021-26307-7.

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