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能源材料与器件研究所李君涛教授课题组在碱性电解水析氧电催化剂研究取得新进展

日期: 2021-10-27

NiFe-LDH是常用的碱性电解水析氧(OER)电催化剂。已有研究表明OER过程中NiFe-LDH发生显著表面重构,生成NiOOH等表面高价态物种。但是,在OER高电压影响下,该表面重构过程究竟仅是催化剂不可避免的电氧化,还是OER本征活性位点,当前仍有争议。同时,NiFe-LDH中的缺陷可明显改善其OER电催化性能。然而,空位缺陷具体结构,缺陷与电催化剂表面重构关系尚不明确。

针对上述问题,近期能源学院李君涛教授课题组研究了富金属离子缺陷的NiFe-LDHOER过程中阳离子空位缺陷的结构演变及其与表面重构行为的关联。发展了利用极性溶剂溶剂化作用诱导NiFe-LDH中金属离子的溶出形成富金属阳离子缺陷LDH的普适方法,对比了三类阳离子缺陷(包括VMVMOHVMOH-HM=Fe3+Ni2+)生成难度及对OER的反应活性,研究了OER过程中NiFe-LDH表面重构行为,解析了NiFe-LDH预催化剂中阳离子缺陷的衍变(VM → VMOH → VMOH-H)与表面重构(结晶态Ni(OH)x → 无序Ni(OH)x → NiOOH)的关系。

该工作以“Evolution of Cationic Vacancy Defects: A Motif for Surface Restructuration of OER Precatalyst”为题在线发表在国际化学期刊 ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION》(DOI: 10.1002/anie.202112447),主要由我院2016级博士生吴艺津(现为衡阳师范学院助理教授)等完成,周尧副教授和李君涛教授共同指导。论文中相关研究工作得到国家自然科学基金(No.22072124)及福建省自然科学青年基金(No. 2020J05016)等项目的支持。

原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ange.202112447

(/文 能源材料与器件研究所)

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