陈少伟、黎立桂、孟辉Appl. Catal. B.：三功能Mott-Schottky型电催化剂用于柔性锌-空气电池

电化学分解水产生H₂和O₂是缓解化石燃料燃烧引起的能源危机和环境问题的有前景的技术，因为氢具有高重量能量密度(142 MJ kg^-1)。开发用于pH通用全分解水的高效电催化剂是迈向可持续氢经济的关键一步。

加州大学陈少伟、华南理工大学黎立桂和暨南大学孟辉等通过热解策略制备了具有Ru-RuO₂Mott-Schottky异质结(Ru-RuO₂@NPC)的石墨烯纳米复合材料。

Ru-RuO₂@NPC在很宽的溶液pH值范围内对HER、ORR和OER表现出显着的活性，可用作高性能双功能催化剂、用于整体水分解和氧电催化剂用于可充电金属-空气电池。在0.5 M H₂SO₄、1.0 M KOH和0.01 M PBS中，电流密度为10 mA cm^-2时，Ru-RuO₂@NPC的OER过电位分别为170 mV、190 mV和440 mV。

在0.5 M H₂SO₄中，电流密度为10 mA cm^-2时，Ru-RuO₂@NPC的HER过电位为23 mV。Ru-RuO₂@NPC在0.1 M KOH溶液中也对ORR表现出显着的电催化活性，电流密度为10 mA cm^-2时的ΔE为0.65 V。

使用Ru-RuO₂@NPC作为锌-空气电池中柔性空气阴极，电池表现出1.43 V的开路电压和29 mW cm^-2的高功率密度。

密度泛函理论(DFT)计算表明，Ru-RuO₂的形成与单独的RuO₂相比，异质结适度增强了金属Ru的表面电荷密度并使d态更接近费米能级，促进了各种反应中关键中间体的吸附/解吸，从而提高了对这些重要反应的固有电催化活性。这些结果证明了Mott-Schottky异质结在开发各种新能源技术的高效电催化剂中的重要性。

Graphene Composites with Ru-RuO₂ Heterostructures: Highly Efficient Mott-Schottky-Type Electrocatalysts for pH-Universal Water Splitting and Flexible Zinc-Air Batteries. Applied Catalysis B: Environmental, 2021. DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120838

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/2023/10/18/493570d854/

陈少伟、黎立桂、孟辉Appl. Catal. B.：三功能Mott-Schottky型电催化剂用于柔性锌-空气电池

相关推荐