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AM:构造自适应异质结高活性催化剂用以OER

时间:2021-09-24 20:38:10

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AM:构造自适应异质结高活性催化剂用以OER

电化学水分解是绿色能源技术的重要组成部分。尤其是阳极析氧反应,需要与O-O键形成相关的高过电位,这决定了整个过程的能效。一般来说,在大多数高活性催化剂中,其OER过程伴随着激活金属氧化物中氧的阴离子氧化还原化学,包括形成超氧/类过氧(O2)n-。

有鉴于此,南洋理工大学Zhichuan J. Xu报道了一种电化学脱锂LiNiO2催化剂,该催化剂利用了NiOO *物种的稳定性,因此在不存在铁杂质的情况下具有很高的OER活性。

本文要点

要点1.在电化学脱锂过程中,富镍表面在循环时转变为NiOOH。首先揭示了去锂化LiNiO2 / NiOOH异质结的存在,然后揭示结构演变,包括Li/Ni比,Ni价态,Ni-O键长/与去锂化LiNiO2上生长的NiOOH的共价性。

要点2.研究发现,OER活性的增强主要是由于去锂化的LiNiO2/NiOOH异质结的形成,它不仅提高了溶液中电子的转移速率,而且去锂化的LiNiO2中的锂空位优化了NiOOH表面的电子结构以形成具有较高Ni价态的稳定NiOO*物种,从而实现了更好的OER活性。

要点3.结合理论计算,研究人员进一步证实,氧原子上形成的局域电子空穴作为促进OER的亲电中心,补偿了NiOOH的去质子化。

Xiao Ren, et al, Constructing an Adaptive Heterojunction as a Highly Active Catalyst for the Oxygen Evolution Reaction, Adv. Mater.

DOI: 10.1002/adma.01292

/10.1002/adma.01292

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