En forskargrupp ledd av professor Wang Qi från Hefei Institutes of Physical Science, Chinese Academy of Sciences, har framgångsrikt syntetiserat en heterogen Ce@CoFe-LDH-elektrokatalysator genom att kombinera en enkel hydrotermisk metod med snabb elektroutfällning.
Resultaten publicerades i Inorganic Chemistry Frontiers .
Elektrokemisk vattenklyvning är avgörande för produktion av ren väteenergi. Syreutvecklingsreaktionen (OER) vid vattendelning är långsam på grund av komplexa elektronöverföringssteg. Ädelmetallbaserade nanomaterial som Ru eller Ir är effektiva OER-katalysatorer men möter brist- och stabilitetsproblem. Att utveckla stabila OER-elektrokatalysatorer baserade på övergångsmetaller är avgörande för storskaliga tillämpningar.
I denna forskning, genom att använda låga koncentrationer av Ce-joner och snabbt deponera dem, har forskare framgångsrikt skapat ultrafin Ce(OH)3 nanopartiklar som är jämnt fördelade på ytan av CoFe-LDH nanotrådar.
Denna formation resulterar i genereringen av ett flertal stabila aktiva gränssnitt. Utbytet av elektroner mellan ultrafin Ce(OH)3 nanopartiklar och CoFe-LDH nanotrådar producerar en optimal elektronisk struktur på CoFe-LDH:s yta. Följaktligen visar Ce@CoFe-LDH anmärkningsvärd effektivitet och stabilitet när det gäller att underlätta OER.
Dessutom, genom gränssnittsteknik, reduceras energibarriären för reaktionens hastighetsbestämmande steg (RDS), vilket resulterar i förbättrad katalytisk prestanda och stabilitet.
Dessutom uppvisar Ce@CoFe-LDH överlägsen prestanda jämfört med kommersiella RuO2 anoder i vattenklyvning, vilket avsevärt främjar kommersialiseringsmöjligheterna för elektrokatalytisk vattenklyvningsteknik.
Denna studie ger nya idéer om hur man gör elektrokatalysatorer som fungerar bra för OER så att vatten kan delas i stor skala av ren energi och miljöskäl, enligt teamet.
Mer information: Xuxu Sun et al, Interface-konstruerad urchin-liknande CoFe-skiktad dubbelhydroxid för högeffektiv elektrokatalytisk syreutveckling, Inorganic Chemistry Frontiers (2023). DOI:10.1039/D3QI02220J
Tillhandahålls av Hefei Institutes of Physical Science, Chinese Academy of Sciences
