Edward H. Sargent/梁红艳/刘永长Nature子刊：硼化物衍生的OER电催化剂

2023年10月9日上午10:35 • 头条, 百家, 顶刊 • 阅读 11

金属硼化物/硼酸盐被认为是一种很有前景的析氧反应（OER）催化剂，然而，目前仍缺乏在实际高电流密度下长期稳定性的证据。

近日，天津大学梁红艳教授和刘永长教授、加拿大多伦多大学Edward H. Sargent院士（共同通讯作者）等人报道了一种制备有效硼化物/硼酸盐基催化剂的相组成调制方法。作者通过operando X射线光谱发现金属硼化物原位形成的金属硼酸盐是其高活性的原因。

基于该认识，作者合成了NiFe硼化物，并将其用作模板前体以形成活性NiFe硼酸盐催化剂。该硼化物衍生氧化物在1 M KOH电解液中和电流密度为10 mA/cm²下以过电位为167 mV催化析氧，而且在1 A/cm²的高电流密度下长达400 h工作时过电位达到破纪录值，仅为460 mV。

作者将该催化剂与CO还原反应进行配合，组装为碱性环境膜电解池，能够在200 mA/cm²电流密度下稳定的进行80 h以上的C₂H₄电催化合成。

其中制备C₂H₄电催化的能量使用效率为19%，但相同条件下使用IrO₂进行OER反应的C₂H₄电催化能量效率仅为17%。

Boride-derived oxygen-evolution catalysts. Nat. Commun., 2021, DOI: 10.1038/s41467-021-26307-7.

https://doi.org/10.1038/s41467-021-26307-7.

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