俞书宏院士Angew.:Ni/V2O3异质结催化剂助力碱性HOR 2023年10月13日 上午12:19 • 头条, 百家, 顶刊 • 阅读 14 碱性燃料电池可以采用无Pt基金属(PGM-free)催化剂和廉价的双极板,从而进一步降低成本。随着PGM-free氢氧化反应(HOR)催化剂的探索,Ni基化合物被认为是最有前途的碱性氢氧化反应催化剂。 基于此,中国科学技术大学俞书宏院士(共同通讯作者)等人报道了一种通过形成镍-钒氧化物(Ni/V2O3)异质结激活Ni的界面工程,在碱中进行高效的HOR催化。优化后的Ni/V2O3催化剂具有0.038 mA cm-2的高本征活性和优异的稳定性。 通过DFT计算,作者研究了反应中间体在HOR过程中的吸附能。作者首先优化了Ni(110)、Ni(110)/V2O3和V2O3作为代表性催化表面的催化剂模型进行计算,因为它们是HR-TEM研究显示的暴露面。 DFT结果显示Ni(110)表面的HBE为-0.61 eV,该HBE强度过大,导致Volmer步骤形成H2O的高能垒。对于Pt催化剂,虽然其HBE值为-0.47 eV是合适的,但Pt(111)表面的OHBE太弱。 DFT计算进一步表明,Ni/V2O3催化剂具有接近Pt(111)的优化HBE值,并且相对于Pt(111)具有更强的OHBE。因此,Ni/V2O3催化剂具有近乎最佳的HBE和OHBE,加速了HOR动力学。 作者还计算了V2O3催化剂的HBE和OHBE,V2O3催化剂的HBE太弱,约为-0.24 eV,难以吸附氢分子。因此,实验和理论研究表明,Ni/V2O3异质结界面可以优化氢和羟基中间体的吸附,从而协同促进碱性电解质中HOR的活性。 Interfacial Engineering of Ni/V2O3 Heterostructure Catalyst for Boosting Hydrogen Oxidation Reaction in Alkaline Electrolytes. Angew. Chem. Int. Ed., 2023, DOI: 10.1002/anie.202217275. https://doi.org/10.1002/anie.202217275. 原创文章,作者:Gloria,如若转载,请注明来源华算科技,注明出处:https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/13/b6d0df7535/ 催化 赞 (0) 0 生成海报 微信扫码分享 相关推荐 施一公演讲:怎样在科学研究的道路上坚持走下去? 2023年10月24日 朱才镇/林志群Nano Lett.:新型的导电支化聚合物固态电解质 2023年10月17日 复旦Chem:计算+实验!揭示Ni催化NO电化学合成NH3的反应机理 2023年9月19日 计算+实验顶刊集锦:张明明、张福勤、朱向东、崔新江、吴飞翔等计算成果 2023年9月29日 重磅!74批博士后面上名单,来了! 2023年11月20日 何向明/徐宏AM:亲水性MOF使富镍锂电池在高H2O/HF含量下稳定循环 2023年10月7日