由于OER催化剂的活性位点难以得到充分利用,因此导致质子交换膜电解水器件的能量效率受到限制。有鉴于此,华东理工大学杨化桂教授、刘鹏飞副教授、戴升教授等报道
在MnO2-x载体上修饰高密度Ir原子位点(≈10 atoms nm-2),从而在OER电催化反应中实现了氧覆盖增强OER电催化。
本文要点
(1)
实验表征结果验证发现MnO2-x由于缺乏氧配位导致形成低价态Mn物种,而且这种低价态Mn有助于在OER反应过程中提高氧中间体覆盖度,从而改善OER催化反应。
(2)
通过表面Ir原子构成的网格能够形成亲电性的Ir-O(II-δ)-从而能够快速的实现氧自由基的亲核进攻。这种设计的OER电催化剂得到非常低的过电势,在10 mA cm-2和500 mA cm-2电流密度的过电势分别仅为166 mV和283 mV。在1.53 V,其质量活性比IrO2高380倍。由于其具有优异的OER电催化活性,性能显著超过Ir/C催化剂,并且具有长期稳定性。
参考文献
Hao Yang Lin, Qian Qian Yang, Miao Yu Lin, Hao Guan Xu, Xuan Tang, Huai Qin Fu, Haoran Wu, Minghui Zhu, Lihui Zhou, Hai Yang Yuan, Sheng Dai, Peng Fei Liu, Hua Gui Yang,Enriched Oxygen Coverage Localized within Ir Atomic Grids for Enhanced Oxygen Evolution Electrocatalysis, Adv. Mater. 2024
DOI: 10.1002/adma.202408045
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202408045