物理科技生物学-PHYICA

为高效电催化水氧化而开发的原位离子交换制备方法

化学 2022-09-16 00:02:24

中国科学院张楠楠 镍铁合金-NDA/纳滤膜形成和转化过程示意图

信用:中美洲一体化体系 使用简单的氧化还原沉淀方法,一个研究小组最近报道了他们合成的超薄NiCoFe-NDA (NDA=2,6-萘二甲酸)纳米片,用于阴离子交换膜电解(AEMWE)中的高效析氧反应(OER)

相关结果发表在《能源与环境科学》上

“与单金属(镍/钴/铁)-NDA/纳滤膜相比,镍钴铁-NDA/纳滤膜电极具有更高的OER活性和稳定性,甚至超过了基准的二氧化铱催化剂,”教授说

中国科学院上海陶瓷研究所的王先英领导了这个团队

发展AEMWE有望用于工业制氢

然而,其缓慢而复杂的阳极OER动力学很大程度上决定了整个水电解的能耗

目前,铱和钌基贵金属复合材料(例如

g

、二氧化钌和二氧化铱)显示出对OER的高催化活性,但是高成本、稀缺性和差的稳定性限制了它们的商业大规模应用

得益于高度分散的活性位点、富含缺陷的边缘、丰富的开放通道和纳米厚度,通过金属节点/簇与有机配体的周期性配位而组织的金属-有机框架(MOFs)显示出有希望的电化学催化活性

然而,迄今为止报道的这些MOFs系统仍然具有固有的低活性和差的稳定性,成为限制它们在OER电催化中直接利用的重要瓶颈

镍铁-NDA的水氧化性能及其在阴离子交换膜水电解中的性能

信用:中美洲一体化体系 在原始MOF纳米结构中引入杂原子单元将是解决这些问题的有效策略

据研究人员称,它可以调节本征电荷排序,以优化主体金属的电子结构,从而提高催化性能

原位光谱结合理论计算说明水的氧化;NiCoFe-NDA的构象及水氧化机理的研究

信用:中美洲一体化体系 在这项工作中,镍钴铁-NDA/纳滤膜进行了拓扑结构改造和表面重建

遗传的不饱和配位环境和三重耦合效应对提高OER性能是有利的

这项工作不仅为校正有机-无机杂化材料中多金属配位的水氧化性能提供了一个理想的平台,而且为水氧化和其他相关能源技术提供了一种极具前景的电催化剂

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