尽管Ni基电催化剂是一种极有前途的析氧反应(OER)催化剂,但它具有较高的活化过电压。
近日,澳大利亚新南威尔士大学赵川教授报道了原位重构了V掺杂的Ni2P预催化剂,以形成用于OER的高活性NiV羟基氧化物,在此期间,钒的部分溶解产生具有增大的电化学表面积的无序Ni结构。
文章要点
1)Operando电化学阻抗谱结果表明,Ni主体与其余V掺杂剂之间的协同作用可以调节NiV氧氢氧化物的电子结构,从而增强了*OH吸附和*OOH中间体去质子化的动力学。
2)拉曼光谱和X射线吸收光谱进一步证明,活性β-NiOOH相含量的增加和Ni活性中心的无序有助于提高OER活性。密度泛函理论(DFT)计算证实,V掺杂促进了OER过程中*O中间体的生成,这是实现高效OER的速率决定步骤。3)这些性能的优化使NiV羟基氧化物电极仅需221 mV的低过电位,电流密度即可达到10 mA cm−2,同时在碱性电解液中具有良好的稳定性。
参考文献
Tingwen Zhao, et al, In Situ Reconstruction of V-Doped Ni2P Pre-Catalysts with Tunable Electronic Structures for Water Oxidation, Adv. Funct. Mater. 2021
DOI: 10.1002/adfm.202100614
https://doi.org/10.1002/adfm.202100614