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潘軍/劉敏/譚鵬飛AFM：硫酸根離子在具有增強(qiáng)OER性能的鎳鐵(羥基)氫氧化物中的作用

合理設(shè)計(jì)有效的OER催化劑是電催化水氧化的重要步驟。鎳鐵(氧)氫氧化物是用于堿性O(shè)ER的最有前景的催化劑，但是鎳鐵(羥基)氫氧化物會(huì)緩慢重構(gòu)為NiFe羥基氧化物從而限制了OER性能。

基于此，中南大學(xué)的潘軍、劉敏和譚鵬飛等人開發(fā)了一種硫酸根離子(SO₄^2-)調(diào)制的策略，在OER過程中加速預(yù)催化劑的電化學(xué)重構(gòu)和穩(wěn)定OOH*反應(yīng)中間體來提高NiFe(羥基)氫氧化物的OER性能。

在硫脲溶液中，作者通過陽(yáng)極氧化法在泡沫鎳上構(gòu)建了硫酸根離子(SO₄^2-)修飾的NiFe(羥基)氫氧化物預(yù)催化劑(NF-S0.15)，主要成分為FeOOH和Ni(OH)₂。硫酸根離子(SO₄^2-)能夠與Ni位點(diǎn)相互作用并促進(jìn)電催化劑進(jìn)行電化學(xué)重構(gòu)。

另外，硫酸根離子(SO₄^2-)的浸出能夠加速Ni(OH)₂/FeOOH轉(zhuǎn)化為真正活性物質(zhì)Ni(Fe)OOH的動(dòng)力學(xué)，從而增強(qiáng)OER活性。更重要的是，在電介質(zhì)中加入硫酸鹽，NiFe(羥基)氫氧化物表面會(huì)吸附硫酸根離子(SO₄^2-)，穩(wěn)定OOH*反應(yīng)中間體，進(jìn)一步說明了硫酸根離子(SO₄^2-)可以促進(jìn)OER活性。

NF-S0.15具有卓越的OER性能，在50 mA cm^-2電流密度下，其過電位和Tafel斜率分別為234 mV和27.7 mV dec^-1。NF-S0.15在100 mA cm^-2電流密度下顯示出超過100小時(shí)的優(yōu)異的耐久性。

Unveiling role of sulfate ion in nickel-iron (oxy)hydroxide with enhanced oxygen-evolving performance. Advanced Functional Materials, 2021. DOI:10.1002/adfm.202102772

原創(chuàng)文章，作者：Gloria，如若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2023/10/14/1546bc6247/

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