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樓雄文等Angew.: 1+1>2! 原子分散的Ni/Co協(xié)同促進(jìn)a-NiCo/NC高效電催化OER

析氧化反應(yīng)(OER)是許多涉及氧的電化學(xué)裝置包括可充電金屬-空氣電池和可逆燃料電池極其重要的反應(yīng)。目前，Ru/Ir基催化劑仍被認(rèn)為是基準(zhǔn)的OER電催化劑，但由于成本高、儲量低、穩(wěn)定性相對較差等問題阻礙了其大規(guī)模應(yīng)用。因此，開發(fā)低成本、含量豐富的過渡金屬基電催化劑作為貴金屬的替代品具有重要意義。

基于此，南洋理工大學(xué)樓雄文和Deyan Luan等采用原子遷移捕獲的多步模板方法，將Ni/Co單原子成功分散在空心棱鏡狀摻雜氮摻雜碳上(a-NiCo/NC)，該催化劑具有優(yōu)異的OER性能。實驗結(jié)果和密度泛函理論(DFT)計算表明，NiCo納米顆粒(NPs)在氮摻雜碳(NC)空心棱鏡內(nèi)的精確控制的霧化過程確保了金屬位點的原子均勻分散，并且具有異核Ni-Co原子對的雙金屬位點通過操縱電子結(jié)構(gòu)，降低反應(yīng)能壘，誘導(dǎo)強(qiáng)協(xié)同作用以提高OER活性。

因此，獲得a-NiCo/NC催化劑顯示出優(yōu)異的OER性能。在堿性條件下，a-NiCo/NC在10 mA cm^-2電流密度下的過電位僅為252 mV，Tafel斜率低至49 mV dec^-1，并且能夠連續(xù)運(yùn)行超過150 h。其性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過對照樣品，包括原子分散的單金屬位點樣品，NiCoNPs/NC空心棱鏡，甚至是商業(yè)RuO₂。本研究通過構(gòu)建異核雙金屬位點，為顯著提高單原子催化劑的電催化性能提供了一個很有前途的策略，從而促進(jìn)了其在實際儲能和轉(zhuǎn)換技術(shù)中的大規(guī)模應(yīng)用。

Highly Efficient Electrocatalytic Oxygen Evolution Over Atomically Dispersed Synergistic ?Ni/Co Dual Sites. Angewandte Chemie International Edition, 2022. DOI: 10.1002/anie.202207537

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/2023/11/01/5787672fd1/

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