山大王安良Chem. Eng. J.: 微量Ir诱导协同电子和形态调节提高了宽pH范围内Co NRAs OER性能

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山大王安良Chem. Eng. J.: 微量Ir诱导协同电子和形态调节提高了宽pH范围内Co NRAs OER性能
析氧反应(OER)在各种能量存储和转换装置的发展中起着关键作用，科研人员能够同时实现OER催化剂增强活性、改进稳定性和降低成本，但用于在广泛pH范围内析氧反应(OER)的电催化剂的探索仍然具有挑战性。
近日，山东大学王安良团队报道了一种掺入痕量Ir (1.0 at%)的分层Co纳米棒阵列(NRA)催化剂(IrCo NRAs)，该催化剂具有优异的OER活性。
山大王安良Chem. Eng. J.: 微量Ir诱导协同电子和形态调节提高了宽pH范围内Co NRAs OER性能
山大王安良Chem. Eng. J.: 微量Ir诱导协同电子和形态调节提高了宽pH范围内Co NRAs OER性能
微量Ir的引入不仅导致形成包含内部纳米棒和具有丰富晶格畸变的外部超薄纳米片的分级结构，而且还调节了IrCo NRA的电子结构。分级IrCo NRA在很宽的pH范围内表现出非凡的OER活性，在1.0 M KOH、0.5 M H2SO4和1.0 M磷酸盐缓冲盐水(PBS)中，电流密度为10 mA cm-2时的过电位分别为257.3 mV、296.9 mV和 376.1 mV。
此外，分级IrCo NRA 在长期耐久性测试中显示出优异的pH通用稳定性，催化活性几乎没有下降。
山大王安良Chem. Eng. J.: 微量Ir诱导协同电子和形态调节提高了宽pH范围内Co NRAs OER性能
实验和密度泛函理论(DFT)计算表明，微量Ir的掺入显着降低了决速步的能垒，从而增强了 OER 活性。此外，引入Ir原子导致d带中心接近费米能级，并加强了氧的中间体的吸附，这进一步提高了催化剂活性。
这项工作为设计高效OER催化剂开辟了一条新途径，该催化剂在较宽的pH范围内显着减少了贵金属的含量。
Synergistic Electronic and Morphological Modulation by Trace Ir Introduction Boosting Oxygen Evolution Performance over a Wide pH Range. Chemical Engineering Journal, 2021. DOI: 10.1016/j.cej.2021.133577

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