国产三级精品三级在线观看,国产高清无码在线观看,中文字幕日本人妻久久久免费,亚洲精品午夜无码电影网

浙大孫文平團(tuán)隊(duì),最新AM!

浙大孫文平團(tuán)隊(duì),最新AM!

第一作者:Guoqiang Zhao

通訊作者:孫文平

通訊單位:浙江大學(xué)

論文速覽

開(kāi)發(fā)高效、耐用的析氧反應(yīng)(OER)電催化劑對(duì)于質(zhì)子交換膜水電解(PEMWE)至關(guān)重要。氧化(RuO2)本身具有高OER活性,但同時(shí)存在的電化學(xué)溶解導(dǎo)致了快速失活。

本研究中,浙江大學(xué)孫文平團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種含有金屬釕-釕相互作用(m-RuO2)的獨(dú)特RuO2催化劑,該催化劑在實(shí)際PEMWE中60℃和1 A cm–2的條件下能穩(wěn)定運(yùn)行100小時(shí)。

實(shí)驗(yàn)和理論研究表明,釕-釕相互作用的存在顯著增加了形成RuO2(OH)2的能壘,它是釕溶解的關(guān)鍵中間體,從而大幅減輕了m-RuO2的電化學(xué)腐蝕。同時(shí),Ru4d的帶心下移,相應(yīng)地保證了高OER活性,并且在釕-釕位點(diǎn)處晶格氧參與OER也被抑制,進(jìn)一步有助于增強(qiáng)耐久性。

有趣的是,這種增強(qiáng)的穩(wěn)定性還依賴于金屬釕-釕團(tuán)簇的大小,對(duì)于Ru3,能壘進(jìn)一步增加,但對(duì)于Ru5則降低。這些結(jié)果突出了局部配位結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)對(duì)RuO2電化學(xué)穩(wěn)定性的重要性,并為開(kāi)發(fā)高性能PEMWE的穩(wěn)健OER電催化劑提供了一條可行的途徑。

圖文導(dǎo)讀

浙大孫文平團(tuán)隊(duì),最新AM!

圖1:m-RuO2的結(jié)構(gòu)表征結(jié)果,包括TEM圖像、HAADF-STEM圖像、XPS光譜、EXAFS光譜以及RuO2的電子結(jié)構(gòu)。

浙大孫文平團(tuán)隊(duì),最新AM!

圖2:樣品在0.5 M H2SO4中的OER性能,包括LSV曲線、多步計(jì)時(shí)電流法測(cè)試以及使用m-RuO2和r-RuO2作為陽(yáng)極催化劑的PEMWEs的LSV曲線和電池電壓。

浙大孫文平團(tuán)隊(duì),最新AM!

圖3:OER過(guò)程中/后的樣品結(jié)構(gòu)表征結(jié)果,包括18O比率、Ru K邊的k3?EXAFS光譜以及r-RuO2和m-RuO2在OER期間的原位同步輻射ATR-FTIR光譜。

浙大孫文平團(tuán)隊(duì),最新AM!

圖5:基于DFT計(jì)算的OER性能,包括通過(guò)AEM和LOM的OER自由能曲線以及不同催化劑的溶解過(guò)程的自由能曲線。

總結(jié)展望

本研究開(kāi)發(fā)了一種新型的RuO2基OER電催化劑,通過(guò)引入金屬釕-釕相互作用顯著提高了催化劑的穩(wěn)定性。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,m-RuO2在高工作電位下展現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定性,能夠在60℃和1 A cm–2的條件下穩(wěn)定運(yùn)行100小時(shí)而沒(méi)有明顯溶解。理論計(jì)算證實(shí),釕-釕相互作用能夠提高形成RuO2(OH)2的能壘,從而減緩了Ru的溶解過(guò)程。此外,Ru4d帶心的下移有助于提高OER活性,并抑制了晶格氧在OER中的參與。

值得注意的是,穩(wěn)定性增強(qiáng)與釕團(tuán)簇的大小有關(guān),Ru3團(tuán)簇顯示出更高的能壘,而Ru5團(tuán)簇則降低。本研究不僅增進(jìn)了對(duì)RuO2穩(wěn)定性本質(zhì)的理解,而且為開(kāi)發(fā)用于成本效益高的PEMWE的穩(wěn)健OER電催化劑提供了有效的策略。

文獻(xiàn)信息

標(biāo)題:Metallic Ru-Ru Interaction in Ruthenium Oxide Enabling Durable Proton Exchange Membrane Water Electrolysis

期刊:Advanced Materials

DOI:10.1002/adma.202404213

原創(chuàng)文章,作者:計(jì)算搬磚工程師,如若轉(zhuǎn)載,請(qǐng)注明來(lái)源華算科技,注明出處:http://www.xiubac.cn/index.php/2024/05/06/ddd77be80e/

(0)

相關(guān)推薦

三明市| 宜春市| 宁强县| 同仁县| 溧阳市| 松溪县| 扎鲁特旗| 礼泉县| 桂林市| 蓝山县| 奉贤区| 南投市| 大宁县| 茶陵县| 松潘县| 江孜县| 湄潭县| 泽库县| 大姚县| 高州市| 常德市| 崇仁县| 二连浩特市| 东光县| 那坡县| 池州市| 长阳| 龙门县| 靖宇县| 九龙坡区| 樟树市| 梓潼县| 贞丰县| 青河县| 睢宁县| 张掖市| 壤塘县| 绍兴市| 土默特左旗| 徐汇区| 桑日县|