ACS Catalysis: Co替代有毒Os,几何和电子效应协同促进析氧反应

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on style="white-space: normal; margin-bottom: 24px; line-height: 1.75em; margin-left: 8px; margin-right: 8px;">氢被广泛认为是一种潜在的能源载体,可以减轻我们对化石燃料的依赖。氢经济的可行性取决于制氢、氢转化和储氢技术的成本和效率。为了降低氢循环成本,需要一种有效且高效的制氢方法;水电解制氢几乎纯净,当水分解所需的电力来自太阳能和风能等可再生资源时,燃料产生过程是碳中和的。其中,聚合物电解质膜水电解(PEMWE)提供比碱性过程更容易的阴极{attr}3129{/attr}HER和更高的膜离子电导率,以及快速响应。然而,PEMWE的商业化和广泛采用受到阳极反应OER的高过电位和苛刻OER条件下的低稳定性的阻碍。

 
基于此,浦项科技大学Yong-Tae Kim西江大学Seoin Back等提出了一种新方法优化酸性OER的Ir基双金属电催化剂的活性、稳定性和电导率之间的平衡,并证明了有毒的Os致孔剂可以用无毒和廉价的{attr}3222{/attr}代替。合成的dotf-IrCo5的ASF约为dtf-IrOs3的两倍,且在对tf-IrCox(x=1,3,5,10)进行电化学脱合金后,形成了具有三维互连IrCo网络Ir3Co-core@IrO2-shell电催化剂,其质量活性分别是常规IrO2纳米颗粒和Ir纳米多孔电催化剂的5倍和3倍,活性稳定性因子分别高6倍和2倍。
 
dotf-IrCo5的电催化性能改进的能量学(由Co到Ir的电荷转移产生的电子配体效应)和纳米多孔结构(超快电荷传输通道)之间的协同效应增强了OER性能。研究人员强调电子电导率是在基于PEM的电解槽系统的高电流密度操作条件下OER电催化剂的基本设计标准,dotf-IrCo5凭借其Ir3Co-core@IrO2-shell纳米多孔结构、平衡的活性-稳定性和足够高的电子电导率,是OER的有希望的候选者。
Promoting Oxygen Evolution Reaction Induced by Synergetic Geometric and Electronic Effects of IrCo Thin-Film ElectrocatalystsACS Catalysis, 2022, DOI:10.1021/acscatal.2c00856



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