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魯效慶/王兆杰Chem. Eng. J.: 界面匹配促進(jìn)分層海綿狀NiFe-PBA/Ni3C(B)的析氧反應(yīng)

電化學(xué)水分解產(chǎn)氫一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。然而，緩慢的反應(yīng)動力學(xué)，特別是析氧反應(yīng)(OER)的多步質(zhì)子耦合電子轉(zhuǎn)移為實(shí)現(xiàn)高效分解水帶來了瓶頸。具有優(yōu)異電荷轉(zhuǎn)移和眾多活性位點(diǎn)暴露的合理界面結(jié)構(gòu)在多相催化中起著至關(guān)重要的作用。

近日，中國石油大學(xué)(華東)魯效慶、王兆杰等通過硼酸鹽輔助策略制備了一種具有活性NiFe普魯士藍(lán)類似物和碳化鎳界面(NiFe-PBA/Ni₃C(B))的分級海綿狀電催化劑。

受益于硼酸鹽配體在熱解和碳化過程中的原位解吸，產(chǎn)生了獨(dú)特的分層結(jié)構(gòu)。由金屬有機(jī)骨架(NiFe 普魯士藍(lán)類似物)與金屬過渡碳化物相(碳化鎳)組成的最優(yōu)電催化劑在1.0 M KOH溶液中，10 mA cm^-2電流密度下的OER過電位僅為196 mV，Tafel斜率為30.1 mV dec^-1，強(qiáng)大的水氧化性能可歸因于豐富的吸附位點(diǎn)和有效的界面相互作用。

實(shí)驗和密度泛函理論(DFT)計算表明，該催化劑結(jié)合了Ni₂Fe(CN)₆和Ni₃C的幾何和電子效應(yīng)；OER的有利吉布斯自由能可歸因于Ni₃C中的Ni 3d和NiFe-PBA中的Fe 3d之間的雜化以及電荷在界面處積累。

這項工作不僅確定了硼酸鹽在調(diào)節(jié)催化劑形態(tài)方面的關(guān)鍵作用，而且為構(gòu)建和定制AWE中先進(jìn)電催化劑的良好匹配界面提供了一種新方法。

Boosting Oxygen Evolution Reaction of Hierarchical Spongy NiFe-PBA/Ni₃C(B) Electrocatalyst: Interfacial Engineering with Matchable Structure. Chemical Engineering Journal, 2021. DOI: 10.1016/j.cej.2021.133524

原創(chuàng)文章，作者：Gloria，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2023/10/18/96c126c0cc/

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