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三单位联合EES: 缺陷活化Fe2O3-CeO2上晶格氧,高效电催化水氧化
电催化水分解(OWS)是一种绿色且可持续的制氢方法。然而,阳极析氧反应(OER)由于具有缓慢的反应动力学,限制了水电解的整体反应效率。传统的吸附质演化机制(AEM)不能克服受Sabatier’s原理和关键中间体(*O、*OH和*OOH等)线性尺度关系限制,阻碍了催化性能的提高。最近的研究证明,基于晶格氧机制(LOM)的OER通过解耦质子和电子转移,绕过线性尺度AEM的限制,从而降低反应过电位,减少能量消耗。因此,开发基于LOM的新型OER电催化剂已成为推进水分解发展的研究前沿之一。
近日,北京大学邹如强、大湾区大学(筹)郭文翰和四川师范大学谢奉妤等报道了一种多孔镍泡沫(NF)负载的富含缺陷的Fe2O3/CeO2纳米异质结材料(Fe2O3@CeO2-OV),作为高效OER催化电极。
结合XPS、18O同位素标记和密度泛函理论(DFT)计算,证明富缺陷初始结构诱导的晶格氧的参与,使AEM向LOM的转换成为可能。具体而言,氧空位显著增强了Fe2O3与CeO2纳米颗粒之间的相互作用,促进了异质结界面上的电荷转移,降低了LOM*(OL-O)形成和O2解吸步骤的自由能,从而显著提升催化剂固有的OER活性。
性能测试结果显示,所制备的富缺陷Fe2O3@CeO2-OV催化剂在10 mA cm−2电流密度下的OER过电位仅为172 mV,并且其可以在317 mV过电位下达到1000 mA cm−2的大电流密度,优于大多数文献报道的Fe基催化剂。此外,在膜基流动池中模拟实际的工业场景,Fe2O3@CeO2-OV同样表现出良好的活性和稳定性,证实了其在商业应用中的巨大潜力。
总的来说,该项工作为构建高性能Fe基OER催化剂提供了一种新的策略,同时为低成本工业水分解应用提供了一种很有前途的解决方案。
Activating lattice oxygen by defect-engineered Fe2O3-CeO2 nano-heterojunction for efficient electrochemical water oxidation. Energy & Environmental Science, 2024. DOI: 10.1039/D4EE01588F
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3,6,9,12-四草酸酯四癸二酸_CAS:32775-08-9
2024-07-26
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2,2-双(((4-叠氮基-2,3,5,6-四氟苯甲酰基)氧基)甲基)丙烷-1,3-二基双(4-叠嗪基-2,3,6-四氟苯甲酸酯_2,2-bis(((4-azido-2,3,5,6-tetrafluorobenzoyl)oxy)methyl)propane-1,3-diyl bis(4-azido-2,3,5,6-tetrafluorobenzoate)_CAS:157928-53-5
2024-06-24
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(8R,9S,13S,14S)-13-甲基-3-乙烯基 6,7,8,9,11,12,13,14,15,16-十氢-17H 环戊基[a]菲17-酮_ (8R,9S,13S,14S)-13-methyl-3-vinyl6,7,8,9,11,12,13,14,15,16-decahydro-17Hcyclopenta[a]phenanthren-17-one _CAS:151171-58-3
2024-06-24
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松柏醇-7-硝基苯并[c][1,2,5]恶二唑_2-[(E)-3-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)prop-2-enoxy]-N-[2-[(4-nitro-2,1,3-benzoxadiazol-7-yl)amino]ethyl]acetamidel_CAS:1803427-21-5
2024-06-24
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(2E)-N-(1-(3-氯苄基)-1H-咪唑-4-基)-3-(吡啶-3-基)丙-2-烯酰胺_(2E)-N-(1-(3-chlorobenzyl)-1H-imidazol-4-yl)-3-(pyridin-3-yl)prop-2-enamide_CAS:2128292-12-4
2024-06-24
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橙花叔醇葡萄糖苷_β-D-glucopyranosyl-(1->3)-6,7-trans-nerolidol_CAS:116174-71-1
2024-06-24
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(6S)-3-甲基-6-(1-烯-2-基)环己-2-烯醇_(6S)-3-methyl-6-(prop 1-en-2-yl)cyclohex-2-enol_CAS:1313708-57-4
2024-06-24
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(6R)-3-甲基-6-(1-烯-2-基)环己-2-烯醇_(6R)-3-methyl-6-(prop 1-en-2-yl)cyclohex-2-enol_CAS:1647065-98-2
2024-06-24
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乙基紫精二六氟磷酸盐_ethylviologen bis(hexafluorophosphate)_CAS:138926-07-5
2024-06-24
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四羟乙基乙二胺_CAS:140-07-8
2024-06-24
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(S)-2-(乙酰基硫基)丙酸_CAS:167466-66-2
2024-06-24
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TEMPO_CAS:2564-83-2
2024-06-24
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N-Boc-反式-4-氨基-脯氨酸甲酯盐酸盐_CAS:334999-32-5
2024-06-24