ACS Energy Lett.: 追踪溯源,揭示Fe掺入对重构水氧化电催化剂内在性能的影响

ACS Energy Lett.: 追踪溯源,揭示Fe掺入对重构水氧化电催化剂内在性能的影响
由于对析氧反应(OER)性能的显着影响,伴随催化组分表面氧化和溶解的预催化剂的表面动力学需要极大的研究关注。因此,在高电流密度下结构完整性的变化通常会导致不一致的 OER 性能。
基于此,成均馆大学Pil J. Yoo首尔国立大学Won Bo Lee等提出了复杂的预催化剂设计,然后在水氧化条件下和Fe存在下进行重构处理,这显着提高了OER活性和长期稳定性。
ACS Energy Lett.: 追踪溯源,揭示Fe掺入对重构水氧化电催化剂内在性能的影响
ACS Energy Lett.: 追踪溯源,揭示Fe掺入对重构水氧化电催化剂内在性能的影响
在重构Ni(OH)2/Co9S8后,Fe掺杂NiOOH/CoOOH的超薄异质界面结构在核心Co9S8周围形成。催化剂前体,最终呈现出异常高的OER性能,Fe的掺入促进并维持了重构电催化剂的OER性能(400 mA cm-2,345 mV)。重构的电催化剂(具有高价金属位点)的显着改变的固有特性解释了OER活性的增强。
ACS Energy Lett.: 追踪溯源,揭示Fe掺入对重构水氧化电催化剂内在性能的影响
密度泛函理论(DFT)计算表明,与未掺杂Fe的电催化剂(NiOOH、CoOOH和NiOOH/CoOOH)相比,Fe掺杂的异质界面电催化剂(Fe掺杂的NiOOH/CoOOH)显着降低了OER过电位,Fe位点促进了相邻的Co/Ni位点的强OOH*结合,从而降低了过电位。
因此,本研究强调了理解预催化剂表面动力学的重要性,并强调了表面重建过程以定制稳定的异质界面结构以实现持久的水电解性能。
Unveiling the Impact of Fe Incorporation on Intrinsic Performance of Reconstructed Water Oxidation Electrocatalyst. ACS Energy Letters, 2021. DOI: 10.1021/acsenergylett.1c01983

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