ACS催化雜化陽離子鈣鈦礦用作穩定高效的析氧反應催化劑

Mondo 科學 更新 2024-01-28

為了解決電催化OER動力學緩慢的問題,設計合成高效穩定的OER電催化劑具有重要意義。 Ni基化合物被廣泛用作鹼性介質中水分解的催化劑,Fe的摻入進一步提高了OER效能。 這在含有不同 Ni 和 Fe 含量的 Ni-Fe 氧化物、氫氧化物和鈣鈦礦中觀察到。 斯科爾科沃科學技術學院的Artem M.阿巴庫莫夫的團隊合成了空心球形LA06ca0.4fe0.7ni0.3o2.9.鈣鈦礦,結構具有較大的比表面積和結構均勻性。

合成LA06ca0.4fe0.7ni0.3o2.9 與 LAFE 07ni 0.與3O3相比,它具有更合理的電子結構。 Ca的摻入增加了Fe和Ni的氧化態,增強了Ni Fe-O鍵,使O2P能帶的中心更接近費公尺能級,降低了氧空位形成所需的能量,啟用了晶格氧催化的OER機制。 更重要的是,薄而穩定的鈣鈦礦負載層狀氫氧化鎳鐵(羥基)氫氧化物為催化提供了活性位點。

la0.6ca0.4fe0.7ni0.3o2.9 比表面積達到15 m2 g-1,在10 M NaOH溶液,電催化劑在1在61 vvsrhe下進行OER反應時,質量活度和Tafel斜率分別約為400 A G-1和52 2。6 mv dec-1。其效能遠高於LAFE 07ni 0.3O3催化劑,這再次證明Ca2+離子摻雜可以促進催化劑的活性。 通過對反應後催化劑的表徵,發現催化劑未降解,具有優良的穩定性。

mixed-cation perovskite la0.6ca0.4fe0.7ni0.3o2.9as a stable and efficient catalyst for the oxygen evolution reaction. acscatalysis, 2021, doi: 10.1021/acscatal.1c00796.

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