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山大王安良Chem. Eng. J.: 微量Ir誘導協(xié)同電子和形態(tài)調(diào)節(jié)提高了寬pH范圍內(nèi)Co NRAs OER性能

析氧反應(OER)在各種能量存儲和轉(zhuǎn)換裝置的發(fā)展中起著關(guān)鍵作用，科研人員能夠同時實現(xiàn)OER催化劑增強活性、改進穩(wěn)定性和降低成本，但用于在廣泛pH范圍內(nèi)析氧反應(OER)的電催化劑的探索仍然具有挑戰(zhàn)性。

近日，山東大學王安良團隊報道了一種摻入痕量Ir (1.0 at%)的分層Co納米棒陣列(NRA)催化劑(IrCo NRAs)，該催化劑具有優(yōu)異的OER活性。

微量Ir的引入不僅導致形成包含內(nèi)部納米棒和具有豐富晶格畸變的外部超薄納米片的分級結(jié)構(gòu)，而且還調(diào)節(jié)了IrCo NRA的電子結(jié)構(gòu)。分級IrCo NRA在很寬的pH范圍內(nèi)表現(xiàn)出非凡的OER活性，在1.0 M KOH、0.5 M H₂SO₄和1.0 M磷酸鹽緩沖鹽水(PBS)中，電流密度為10 mA cm^-2時的過電位分別為257.3 mV、296.9 mV和 376.1 mV。

此外，分級IrCo NRA 在長期耐久性測試中顯示出優(yōu)異的pH通用穩(wěn)定性，催化活性幾乎沒有下降。

實驗和密度泛函理論(DFT)計算表明，微量Ir的摻入顯著降低了決速步的能壘，從而增強了 OER 活性。此外，引入Ir原子導致d帶中心接近費米能級，并加強了氧的中間體的吸附，這進一步提高了催化劑活性。

這項工作為設計高效OER催化劑開辟了一條新途徑，該催化劑在較寬的pH范圍內(nèi)顯著減少了貴金屬的含量。

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

原創(chuàng)文章，作者：Gloria，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2023/10/18/73c66f9713/

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