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氫能具有能量密度高、效率高、零污染、易于運輸?shù)葍?yōu)點，是目前最有力的化石燃料替代能源之一。利用可再生能源電化學分解水制備綠色氫氣被廣泛認為是一種可持續(xù)的策略。然而，陽極析氧反應(OER)的緩慢反應動力學和高反應電位限制了水分解的發(fā)展。

目前，最先進的OER催化劑主要是貴金屬及其氧化物(如RuO₂、IrO₂等)，但其稀有性和高成本嚴重限制了它們在工業(yè)上的廣泛應用。因此，設計具有高催化性能和高穩(wěn)定性的非貴金屬催化劑對于提高OER活性以實現(xiàn)高能源轉換效率具有重要意義。

?三單位聯(lián)合AFM：吸附質演化與晶格氧機理耦合，增強Fe-Co (OH)2/Fe2O3電催化水氧化活性

近日，澳大利亞皇家墨爾本理工大學(RMIT)馬天翼、昆明理工大學王勁松和云南師范大學唐語等制備了Fe-Co(OH)₂/Fe₂O₃異質結構，用于高效穩(wěn)定催化OER。

密度泛函理論(DFT)計算、電化學探針實驗和原位拉曼光譜表明，F(xiàn)e-Co(OH)₂遵循吸附質演化機制(AEM)可以完成快速去質子化過程，而Fe₂O₃遵循晶格氧機制(LOM)可以觸發(fā)O?O耦合；XPS、XAS和Mott-Schottky測試結果顯示，F(xiàn)e-Co(OH)₂/Fe₂O₃ p-n異質結中形成的內建電場可以改變局域電子密度，優(yōu)化吸附和晶格氧的協(xié)同作用。因此，AEM與LOM的耦合機制可以突破傳統(tǒng)OER機制的限制，提高OER的活性和穩(wěn)定性。

電化學性能測試結果顯示，做制備的Fe-Co(OH)₂/Fe₂O₃異質結催化劑表現(xiàn)出優(yōu)異的OER活性，其在10和100 mA cm^?2電流密度下的過電位分別為219和249 mV；此外，其在100 mA cm^?2電流密度下連續(xù)運行100小時而沒有發(fā)生明顯的活性下降，并且經過穩(wěn)定性測試后材料的相貌基本沒發(fā)生變化，表明Fe-Co(OH)₂/Fe₂O₃具有優(yōu)異的穩(wěn)定性。

總的來說，該項工作通過將AEM與LOM耦合實現(xiàn)了OER活性和穩(wěn)定性的同時提升，為合理設計高性能OER電催化劑提供了新的思路，同時拓寬了多相材料在催化領域的應用。

Coupling Adsorbed Evolution and Lattice Oxygen Mechanism in Fe-Co(OH)₂/Fe₂O₃ Heterostructure for Enhanced Electrochemical Water Oxidation. Advanced Functional Materials, 2023. DOI: 10.1002/adfm.202305243

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