电子科大Nature子刊:CoOxCly电催化剂助力酸性盐水中可持续析氯 2023年9月25日 下午4:11 • 计算 • 阅读 13 在氯碱工业中,电化学析氯反应(CER)具有重要意义,但阳极析氯在很大程度上受限于水氧化副反应和强酸腐蚀引起的性能衰减。基于此,电子科技大学崔春华教授等人报道了一种无定形的CoOxCly催化剂,被原位沉积在含有Co2+和Cl–离子的酸性盐水电解质中,以适应给定的电化学条件,并表现出约100%的氯析出选择性,在10 mA cm-2下过电位约为0.1 V,在500 h内具有很高的稳定性。 通过DFT计算,作者研究了Cl–对Co价态的影响。首先,根据Co位点上各种吸附物(即Cl*、ClO*、H2O*、HO*、O*和HOO*)的热力学稳定结构,在pH=2和0.5 M Cl–条件下构建了电极电位(U)的函数OER和CER反应自由能图。在催化剂中没有Cl–下,Cl*在U<1.4 V时是有利的,它在更高的电位下转移到Cl-O*。当催化剂中有Cl存在时,OH*在U<1.4 V时成为有利的催化剂。结果表明,即使在很低的Cl–浓度下,在pH=2时,在无Cl和含Cl的催化剂上,CER仍占主导地位。 对于CER,作者考虑了Volmer(O*/* + Cl–→ClO*/Cl* + e–)和随后Heyrovsky步骤(ClO*/Cl* + Cl- →Cl2 + e–)的机理,其中Cl–直接吸附在活性位点上。在无Cl催化剂上,OER和CER的理论过电位分别为0.63 V和0.39 V。在含Cl催化剂上,OER和CER的理论过电位分别降至0.41 V和0.2 V。在含Cl和不含Cl的催化剂上,CER比OER更有利。此外,随着Cl–的引入,CER的活性位点从Co*向Co-O*转变。 Self-adaptive amorphous CoOxCly electrocatalyst for sustainable chlorine evolution in acidic brine. Nat. Commun., 2023, DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-023-41070-7. 原创文章,作者:MS杨站长,如若转载,请注明来源华算科技,注明出处:https://www.v-suan.com/index.php/2023/09/25/02bbd25fd1/ 赞 (0) 0 生成海报 微信扫码分享 相关推荐 湖大王双印团队,再发PNAS!又一突破,火星上“造肥”可期… 2024年2月27日 Angew:中山大学李光琴团队实现MOFs衍生单原子的电子结构调控用于高选择性氧还原反应 2024年2月16日 大化所ACS Energy Lett.:电极原位电化学还原重建,促进长期整体海水分解 2025年2月19日 【DFT+实验】Small:氮化钨纳米片调控氮化铁的电子结构实现高效全解水 2024年3月18日 【DFT+实验】江西师范袁彩雷教授团队:二维MoS2层间限域NiFe双原子提升酸性全解水性能 2024年3月15日 【MS论文解读】相邻双NiNx位点对提高燃料电池质子交换膜氧还原反应活性的协同作用 2023年11月5日