少妇与黑人一二三区无码,国产精品打着电话偷着情,奶大灬好大灬好硬灬好爽在线播放

電解水技術是一種很有前景的綠色制氫技術，對未來可持續能源的發展至關重要。實現工業制氫，需要催化劑在高電流密度下運行。眾所周知，四電子過程以及動力學緩慢的陽極析氧反應(OER)一直是電解水技術的瓶頸，嚴重制約了電解水的發展。雖然貴金屬使用率低的RuO₂/IrO₂基電催化劑取得了很大的進展，但這些催化劑存在儲量低、成本高、長期穩定性差等缺點，阻礙了其廣泛應用。

因此，開發低成本的非貴金屬基催化劑至關重要。南京航空航天大學彭生杰等人制備了原位生長在泡沫Fe(IF)上的金屬氧化物耦合Fe₂O₃的催化劑(Ni(OH)₂/Fe₂O₃，IF-Ni)用于OER。

為了確定催化劑的電催化性能，在1.0 M KOH的傳統三電極體系中，在室溫下進行了測試。通過極化曲線發現，IF-Ni 150 mM只需要218和257 mV的低過電位就可以獲得100和500 mA cm^-2的電流密度，表明其對OER具有較好的電催化活性。相比之下，IF-Ni 150 mM的過電位值遠小于IF-Ni 0 mM(386和524 mV)、IF(395和559 mV)和RuO₂(286和345 mV)。

此外，IF-Ni 150 mM在271 mV的過電位下可產生1000 mA cm^-2的高電流密度，滿足工業電流要求。與IF-Ni 0 mM(54.88 mV dec^-1)、IF(55.83 mV dec^-1)和RuO₂(54.33 mV dec^-1)的Tafel斜率相比，IF-Ni 150 mM的Tafel斜率最小(52.83 mV dec^-1)，表明IF-Ni 150 mM具有較快的反應動力學。

本文還評估了IF-Mn 150 mM、IF-Fe 150 mM、IF-Co 150 mM和IF-Zn 150 mM及其對比樣品的OER催化活性。正如預期的那樣，IF-Mn 150 mM，IF-Fe 150 mM，IF-Co 150 mM和IF-Zn 150 mM顯示出相對更高的電流密度，揭示了金屬鹽在增強OER催化活性中的重要作用。因此，本文的合成策略可用于高效催化劑的制備。

通過密度泛函理論(DFT)計算，分析了制備的催化劑具有優異OER性能的機理。Ni(OH)₂/Fe₂O₃相應的電荷密度差反映了Fe和Ni原子周圍電子態分布以及O原子周圍的電荷積聚，這種電荷分布顯示電子從金屬原子轉移到氧原子進一步優化了OER反應途徑。

隨后，通過計算態密度(DOS)計算進一步分析了催化劑的電子結構，Fe₂O₃和Ni(OH)₂均表現出明顯的帶隙，表明它們具有半導體性質。Ni(OH)₂/Fe₂O₃具有靠近費米能級的態密度分布，其較窄的帶隙有利于激發載流子到導帶，從而提高電導率。此外，Fe的d帶中心的正移有助于增強吸附物與催化劑之間的相互作用。此外，還計算了電勢為0 V時Fe₂O₃和Ni(OH)₂/Fe₂O₃中的Fe位點以及Ni(OH)₂和Ni(OH)₂/Fe₂O₃中的Ni位點在各步驟的吉布斯自由能(ΔG)。Fe₂O₃最吸熱的步驟是第二次電子轉移(OH^*→O^*)，對應的ΔG計算為3.35 eV，是OER過程的速率決定步驟(RDS)。

然而，隨著Ni(OH)₂的引入，RDS則是從O^*到OOH^*的反應，相應的能壘降低到1.94 eV。計算Fe₂O₃和Ni(OH)₂/Fe₂O₃的Fe位點在OER過程中RDS的電勢差(ΔE_PDS)分別為2.12 V和0.71 V，表明電子重新分布后更有利于促進OER過程。當以N作為活性位點時，對于Ni(OH)₂/Fe₂O₃而言，OER過程在0 V時的RDS仍然是OH^*的氧化脫氫過程，但是能壘增加到2.23 eV。

因此，實驗和計算都表明Ni(OH)₂/Fe₂O₃具有更優異的OER電催化活性并且當Fe位點作為活性中心時，電子結構的改變和^*O吸附的增強改善了熱力學。這項工作提出了一種有效的方法來構建成本低和穩定的催化劑，為未來能量轉換和存儲應用提供了思路。

Ultrafast Combustion Synthesis of Robust and Efficient Electrocatalysts for High-Current-Density Water Oxidation, ACS Nano, 2023, DOI: 10.1021/acsnano.2c1193.

https://doi.org/10.1021/acsnano.2c11939.

原創文章，作者：Gloria，如若轉載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.zzhhcy.com/index.php/2023/10/12/bf4ac63e57/

末成年小嫩xb,嫰bbb槡bbbb槡bbbb,免费无人区码卡密,成全高清mv电影免费观看

?南航彭生杰等ACS Nano：快速燃燒！高效電催化劑可實現高電流密度！

末成年小嫩xb,嫰bbb槡bbbb槡bbbb,免费无人区码卡密,成全高清mv电影免费观看

?南航彭生杰等ACS Nano：快速燃燒！高效電催化劑可實現高電流密度！

相關推薦