李周/甘雪萍/龚深ACS Catal.: 1+1>2 !单原子和双金属合金协同完成超高电流密度全体水剖析

  • A+
on style="white-space: normal; margin-bottom: 20px; line-height: 1.75em; margin-left: 8px; margin-right: 8px;">开辟用于析氢反响(HER)和析氧反响(OER),分外是在高电流密度下的高效、经济且环保的双功效催化剂关于完成电催化全剖析水的产业使用至关紧张。

在这项事情中,中南大学李周甘雪萍龚深等公道设计和制造了Ni单原子、Fe单原子和NiFe纳米合金负载在碳纳米管上的非贵金属双功效催化剂(NiSAFeSA-NixFe/CNT),以完成高效电催化水剖析。
实行后果表现,在1 M KOH中,优化的NiSAFeSA-Ni50Fe/CNT催化剂在10 mA cm-2电流密度下的HER和OER过电位辨别为64 mV和227 mV。
别的,该催化剂在1 M KOH中举行全体水剖析时,仅需1.49 V的低电池电压就能完成10 mA cm-2的电流密度;在1.80 V的电池电压下,电流密度高达382 mA cm-2,凌驾现在报道的大少数质料。更紧张的是,NiSAFeSA-Ni50Fe/CNT还具有优秀的耐久波动性,可以在10 mA cm-2下一连波动运转30小时。
实行后果和密度泛函实际(DFT)盘算标明,关于有和没有N掺杂的样品,速率决议步调的热力学势垒简直相反,即氮元素配位不影响优化的NiSAFeSA-Ni50Fe/CNT系统的催化功能,而且催化剂的无效布局可以经过复杂的两步氧化和再复原历程完全重修,OER、HER和全体水剖析的催化功能完全规复到初始程度。
该事情标明,NiSAFeSA-Ni50Fe/CNT非贵金属双功效催化剂对OER、HER和全体水剖析具有极端优秀的电催化功能,在经济地完成全体水剖析产业化方面表现出宏大潜力。
Single-Atom and Bimetallic Nanoalloy Supported on Nanotubes as a Bifunctional Electrocatalyst for Ultrahigh-Current-Density Overall Water Splitting. ACS Catalysis, 2022. DOI: 10.1021/acscatal.1c04454


weinxin
我的微信
存眷我理解更多内容

宣布批评

现在批评:0