南科大Adv. Sci.: 3D打印立大功！打印出Ti64基晶格电催化剂用于稳定析氧

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南科大Adv. Sci.: 3D打印立大功！打印出Ti64基晶格电催化剂用于稳定析氧
电催化水分解是一种持久的制氢策略，但析氧反应(OER)的缓慢动力学极大地限制了该技术的大规模应用。因此，开发高效且非贵重的催化材料对于加速OER的缓慢动力学至关重要。然而，目前使用的催化剂载体(如泡沫铜)具有较差的耐腐蚀性和结构稳定性。
基于此，南方科技大学白家鸣和邓辉等通过选择性激光熔化的3D打印技术，设计了一种以耐腐蚀且坚固的Ti-6Al-4V钛合金晶格作为催化剂载体的新型3D独立电极。
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值得注意的是，Ti64晶格表现出几个有利的特性，例如在碱性介质中具有良好的耐腐蚀性、优异的机械稳定性、良好的导电性和大的表面积。研究人员在Ti64晶格表面涂覆高活性Cu(OH)2@CoNiCH催化剂后，构建了独特的微/纳米级分层多孔结构(包括通过结构设计形成的微米级孔和核壳Cu(OH)2@CoNiCH催化剂)这些都有助于提高电催化活性。该催化剂在30 mA cm-2电流密度下具有355 mV的低过电位和125.3 mV dec-1的Tafel斜率。
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密度泛函理论(DFT)计算分析表明，CoNiCH纳米刺主要有助于提高OER性能，并且CoNiCH的Ni活性位点比Co位点提供了更快的*O中间体吸附，有助于加速整个氧化还原反应；DOS计算还证实了CoNiCH中Ni位点的积极作用，并通过双原子掺杂策略优化了CoNiCH的电子转移。
Ti64催化剂载体具有良好的机械稳定性和耐腐蚀性，还可用于工业废水电解制氢，此外，3D打印技术可用于设计适合各种应用的各种基板结构。未来更多3D打印电极将被引入电催化、光催化、电池等应用领域，实现清洁能源的制备和碳中和。
3D Printing of Multiscale Ti64-Based Lattice Electrocatalysts for Robust Oxygen Evolution Reaction. Advanced Science, 2022. DOI: 10.1002/advs.202201751

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/2023/11/01/c9bea7c95d/

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