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Edward H. Sargent/梁紅艷/劉永長Nature子刊：硼化物衍生的OER電催化劑

金屬硼化物/硼酸鹽被認(rèn)為是一種很有前景的析氧反應(yīng)（OER）催化劑，然而，目前仍缺乏在實(shí)際高電流密度下長期穩(wěn)定性的證據(jù)。

近日，天津大學(xué)梁紅艷教授和劉永長教授、加拿大多倫多大學(xué)Edward H. Sargent院士（共同通訊作者）等人報(bào)道了一種制備有效硼化物/硼酸鹽基催化劑的相組成調(diào)制方法。作者通過operando X射線光譜發(fā)現(xiàn)金屬硼化物原位形成的金屬硼酸鹽是其高活性的原因。

基于該認(rèn)識，作者合成了NiFe硼化物，并將其用作模板前體以形成活性NiFe硼酸鹽催化劑。該硼化物衍生氧化物在1 M KOH電解液中和電流密度為10 mA/cm²下以過電位為167 mV催化析氧，而且在1 A/cm²的高電流密度下長達(dá)400 h工作時(shí)過電位達(dá)到破紀(jì)錄值，僅為460 mV。

作者將該催化劑與CO還原反應(yīng)進(jìn)行配合，組裝為堿性環(huán)境膜電解池，能夠在200 mA/cm²電流密度下穩(wěn)定的進(jìn)行80 h以上的C₂H₄電催化合成。

其中制備C₂H₄電催化的能量使用效率為19%，但相同條件下使用IrO₂進(jìn)行OER反應(yīng)的C₂H₄電催化能量效率僅為17%。

Boride-derived oxygen-evolution catalysts. Nat. Commun., 2021, DOI: 10.1038/s41467-021-26307-7.

https://doi.org/10.1038/s41467-021-26307-7.

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