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    新突破!廈大、中國科學院Sci. Adv.!
    來源: 時間:2023-09-25 15:23:46 瀏覽:1170次

    第一作者:Chun Hu和Kaihang Yue

    通訊作者:黃小青教授、王現(xiàn)英研究員和韓佳甲教授

    通訊單位:廈門大學和中國科學院上海硅酸鹽研究所

    DOI: 10.1126/sciadv.adf9144.



    研究背景



    研究發(fā)現(xiàn),設計一種高效的酸性析氧反應(OER)催化劑對于控制質子交換膜水電解槽(PEMWE)制氫至關重要。基于此,廈門大學黃小青教授和韓佳甲教授、中國科學院上海硅酸鹽研究所王現(xiàn)英研究員等人報道了一種快速、非平衡的策略來合成具有豐富晶界(GB)的五元高熵釕銥基氧化物(M-RuIrFeCoNiO2),并用于酸性水分解。



    文章要點



    1、M-RuIrFeCoNiO2在0.5M H2SO4的OER中,其在電流密度為10 mA cm-2時表現(xiàn)出189 mV的低過電位。同時,其提供了0.24 O2 s?1(η300)的高周轉率(TOF)值,超過了商用RuO2(0.02 O2 s?1)。

    2、Operando微分電化學質譜(DEMS)表明,在加入外來原子后,反應的OER途徑被調整。此外,密度泛函理論(DFT)模擬表明,多元素混合效應和GB的集成協(xié)同提高了OER活性,并穩(wěn)定了催化單元。3、由M-RuIrFeCoNiO2和商用Pt/C分別作為陽極和陰極催化劑組裝而成的PEM電解槽,在1 A cm?2的超高電流密度下,其表現(xiàn)出優(yōu)異的長期耐久性,可運行超過500 h,顯示了其在水分解行業(yè)應用的巨大潛力。本工作展示了一種整合不同組分和GB的優(yōu)勢來設計高性能OER電催化劑的途徑,突破了不同金屬元素熱力學溶解度的限制。



    圖文展示



    圖1.高熵M-RuIrFeCoNiO2的合成與表征

    圖2.化學狀態(tài)和配位環(huán)境

    圖3.各種催化劑在0.5M H2SO4中的電催化OER性能

    圖4.OER催化機理分析

    圖5.DFT計算

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    12條評論
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    全部 3小時前 四川
    文字是人類用符號記錄表達信息以傳之久遠的方式和工具。現(xiàn)代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產生書面文字,很多小語種,有語言但沒有文字。文字的不同體現(xiàn)了國家和民族的書面表達的方式和思維不同。文字使人類進入有歷史記錄的文明社會。
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