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铪改性提高氧化铱析氧反应活性

2021-9-5 20:45| 发布: |来自: 《美国化学会志》

摘要: 美国普林斯顿大学Bruce E. Koel团队报道了铪改性提高氧化铱析氧反应活性。相关研究成果于2021年9月1日发表在《美国化学会杂志》。合成和使用高活性、稳定且价格合理的析氧反应电催化剂(OER)是开发高效节能且经济可 ...
美国普林斯顿大学Bruce E. Koel团队报道了铪改性提高氧化铱析氧反应活性。相关研究成果于2021年9月1日发表在《美国化学会杂志》。

合成和使用高活性、稳定且价格合理的析氧反应电催化剂(OER)是开发高效节能且经济可行的能量转换装置(如电解槽、可充电金属空气电池和再生燃料电池)的主要挑战。目前用于OER的基准电催化剂基于氧化铱(IrOx),因为其优越的性能和优异的稳定性。然而,由于IrOx丰度低且成本高,因此大规模应用IrOx是不切实际的。

该文中,研究人员报道了一种用于OER的高活性铪改性氧化铱(IrHfxOy)电催化剂。IrHfxOy电催化剂在碱性条件下(pH=11)的活性比IrOx电催化剂高十倍,在酸性条件下(pH=1)的活性高四倍。IrHfxOy催化剂在酸性条件下的最高固有质量活性计算为6950 A gIrOx–1,过电位(η)为0.3 V。综合利用操作数表面增强拉曼光谱(SERS)和DFT计算研究表明,对于IrOx和IrHfxOy催化剂,OER的活性位点都是Ir–O物种。Hf位的存在导致附近O位上更多的负电荷态,缩短Ir–O的键长,并降低OER中间体的自由能,从而加速OER过程。
铪改性提高氧化铱析氧反应活性  |  责任编辑:虫子

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