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新突破!厦大、中国科学院Sci. Adv.!
来源: 时间:2023-09-25 15:23:46 浏览:1578次

第一作者:Chun Hu和Kaihang Yue

通讯作者:黄小青教授、王现英研究员和韩佳甲教授

通讯单位:厦门大学和中国科学院上海硅酸盐研究所

DOI: 10.1126/sciadv.adf9144.



研究背景



研究发现,设计一种高效的酸性析氧反应(OER)催化剂对于控制质子交换膜水电解槽(PEMWE)制氢至关重要。基于此,厦门大学黄小青教授和韩佳甲教授、中国科学院上海硅酸盐研究所王现英研究员等人报道了一种快速、非平衡的策略来合成具有丰富晶界(GB)的五元高熵钌铱基氧化物(M-RuIrFeCoNiO2),并用于酸性水分解。



文章要点



1、M-RuIrFeCoNiO2在0.5M H2SO4的OER中,其在电流密度为10 mA cm-2时表现出189 mV的低过电位。同时,其提供了0.24 O2 s−1(η300)的高周转率(TOF)值,超过了商用RuO2(0.02 O2 s−1)。

2、Operando微分电化学质谱(DEMS)表明,在加入外来原子后,反应的OER途径被调整。此外,密度泛函理论(DFT)模拟表明,多元素混合效应和GB的集成协同提高了OER活性,并稳定了催化单元。3、由M-RuIrFeCoNiO2和商用Pt/C分别作为阳极和阴极催化剂组装而成的PEM电解槽,在1 A cm−2的超高电流密度下,其表现出优异的长期耐久性,可运行超过500 h,显示了其在水分解行业应用的巨大潜力。本工作展示了一种整合不同组分和GB的优势来设计高性能OER电催化剂的途径,突破了不同金属元素热力学溶解度的限制。



图文展示



图1.高熵M-RuIrFeCoNiO2的合成与表征

图2.化学状态和配位环境

图3.各种催化剂在0.5M H2SO4中的电催化OER性能

图4.OER催化机理分析

图5.DFT计算

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全部 3小时前 四川
文字是人类用符号记录表达信息以传之久远的方式和工具。现代文字大多是记录语言的工具。人类往往先有口头的语言后产生书面文字,很多小语种,有语言但没有文字。文字的不同体现了国家和民族的书面表达的方式和思维不同。文字使人类进入有历史记录的文明社会。
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