0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

β-Ni(OH)2表面Fe原子掺杂量的调节大幅增加其OER活性

清新电源 来源:EcoMat 2023-09-27 09:37 次阅读

研究背景

氢作为重要的化工原料被认为是下一代高能量密度能源。它是一种可再生资源,可以由电催化水解析氢(HER)、析氧(OER)的过程实现大规模制氢。然而OER反应中涉及的多质子耦合电子转移过程使得电催化水解需要较高的过电位才能实现,开发一种高活性的非贵金属OER催化剂是降低过电位实现高效电解水的研究热点也是当前的研究难点。层状双氢氧化物(LDHs)因其在碱性条件下的高OER活性而引起了广泛关注。对比于NiFe-LDHs,Fe掺杂的Ni(OH)2固溶体结构表现出了更可调,更简单,和更高效的特性。

然而,研究表明Fe3+能够促进泡沫镍表面Ni(OH)2的生成,进而形成Fe掺杂的Ni(OH)2。但随着Fe3+浓度的不断升高,Fe3+的强水解作用(Fe3+ + 3H2O → Fe(OH)3 + 3H+)显著增加了溶液的局部质子浓度,从而导致氢氧化物不稳定并阻碍其形成,最终使材料的催化活性不断下降。因此,对于研究高铁掺杂的Ni(OH)2的最佳催化活性,防止Fe3+诱导的水解至关重要。

成果简介

近期,香港理工大学的Lawrence Yoon Suk Lee教授和黄国贤教授开发了一种一锅法制备高Fe原子掺杂水平(9.9 at.%,D-Fe-Ni(OH)2)的无序-Ni(OH)2纳米片的新策略。通过将1,4-苯二膦酸(BDPA)加入到含有 Fe3+离子的生长溶液中原位生成FexBDPAy前驱体,这一措施不仅降低了Ni2+和Fe3+在泡沫镍表面的反应动力学,也能防止了Fe3+对材料的结构影响,并实现了 D-Fe-Ni(OH)2 中高 Fe原子掺杂。所制备的D-Fe-Ni(OH)2在碱性介质中催化OER反应电流密度为10 mA cm-2时,过电位仅为194 mV。

此外,作者对D-Fe-Ni(OH)2的催化反应机理,以及循环稳定性测试前后的材料性质进行了详细的研究。这项工作为实现高原子掺杂量提供了新策略,为构建高效催化剂提供了新思路。相关成果以“Surface modulated Fe doping of β-Ni(OH)2 nanosheets for highly promoted oxygen evolution electrocatalysis”为题发表在EcoMat期刊上。

5e65e106-5cc1-11ee-939d-92fbcf53809c.jpg







审核编辑:刘清

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 电解水
    +关注

    关注

    1

    文章

    17

    浏览量

    6895

原文标题:EcoMat: β-Ni(OH)2表面Fe原子掺杂量的调节大幅增加其OER活性

文章出处:【微信号:清新电源,微信公众号:清新电源】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    原子结构模型及特点 原子的组成及结构解析

    原子是物质的基本单位,由原子核和电子组成。原子结构模型的发展经历了几个阶段,每个阶段都有特点和局限性。 一、原子结构模型的演变 道尔顿模型
    的头像 发表于 12-17 15:22 254次阅读

    定量识别掺杂位点:解锁富锂正极材料的高性能与稳定性

    决这些问题,研究者们提出了多种改性策略,其中元素掺杂因其高效、简便和低成本而受到重视。掺杂元素可以调整材料的价态、层间距、原子锚定和催化性能。然而,目前对于掺杂位点的精确识别仍然是一个
    的头像 发表于 12-09 09:15 189次阅读
    定量识别<b class='flag-5'>掺杂</b>位点:解锁富锂正极材料的高性能与稳定性

    锂离子电池富锂正极材料中掺杂位点的定量识别研究

    层和锂层,这种不同的掺杂位点分布对材料的氧活性和电化学性能产生显著影响。该研究不仅揭示了掺杂元素在LLOs中的分布规律,还为通过共掺杂策略优化LLOs的循环性能提供了新的思路,这对于提
    的头像 发表于 12-05 09:39 263次阅读
    锂离子电池富锂正极材料中<b class='flag-5'>掺杂</b>位点的定量识别研究

    VWD-J型振弦式表面测缝计计算公式

    一下表面测缝计的计算方法:   1、当外界温度恒定,表面测缝计受到轴向位移时,位移 L 与输出的频率模数△F 具有线性关系:L = k×△F,其中△F = F - F0。这里的 L
    发表于 10-28 14:16

    迅龙软件OrangePi OS(OH)顺利通过开放原子开源基金会XTS认证

    8月23日,迅龙软件自主研发的操作系统OrangePiOS(OH)顺利通过开放原子开源基金会XTS认证,并获颁OpenHarmony生态产品兼容性证书。认证测试结果表明,OrangePiOS(OH
    的头像 发表于 09-02 11:41 301次阅读
    迅龙软件OrangePi OS(<b class='flag-5'>OH</b>)顺利通过开放<b class='flag-5'>原子</b>开源基金会XTS认证

    MSP430FE42x2混合信号微控制器数据表

    电子发烧友网站提供《MSP430FE42x2混合信号微控制器数据表.pdf》资料免费下载
    发表于 08-03 09:38 0次下载
    MSP430<b class='flag-5'>FE42x2</b>混合信号微控制器数据表

    掺杂对PN结伏安特性的影响

    掺杂对PN结伏安特性的影响是半导体物理学中的一个重要议题。PN结作为半导体器件的基础结构,性能在很大程度上取决于掺杂浓度、掺杂类型以及掺杂
    的头像 发表于 07-25 14:27 1923次阅读

    合理设计具有成本效益的金属掺杂ZrO₂提升OER催化活性

    质子交换膜水电解被广泛研究,用于将可再生能源转化为可持续氢能。然而阳极上的析氧反应(OER)具有缓慢的动力学和较差的稳定性,成为电化学水分解实际应用的主要障碍。
    的头像 发表于 05-30 09:04 868次阅读
    合理设计具有成本效益的金属<b class='flag-5'>掺杂</b>ZrO₂提升<b class='flag-5'>OER</b>催化<b class='flag-5'>活性</b>

    三星Galaxy S24 FE曝光代号与上市延后,硬件配置仍未知

    据爆料平台 GalaxyClub 透露,三星正秘密开发代号为 R12 的新品。回溯此前三代 FE 系列产品,Galaxy S20 FE、S21 FE 以及 S23 FE 的代号依次为
    的头像 发表于 04-22 11:52 778次阅读

    浅析硅中Sb掺杂和P掺杂的位错影响

    掺锑和掺磷硅单晶是两种不同的半导体材料,它们的物理特性受到掺杂剂类型的影响。
    的头像 发表于 04-09 09:41 1165次阅读
    浅析硅中Sb<b class='flag-5'>掺杂</b>和P<b class='flag-5'>掺杂</b>的位错影响

    索尼或推“超规格标准”变焦镜头FE 24-70mm F2 GM,售价或超3000

    有知情者透露,索尼FE 24-70mm F2 GM的体积与佳能RF 28-70mm F2相仿,但是焦段更宽广(广角端增加了4毫米),即使处
    的头像 发表于 03-06 10:33 720次阅读

    原子力显微镜AFM测试与案例分享

    显微镜是一种可用来研究包括绝缘体在内的固体材料表面结构的分析仪器,研究物质的表面结构及性质,以纳米级分辨率获得表面结构信息。 原子力显微镜AFM的关键组成部分是一个头上带有一个用来扫描
    的头像 发表于 03-01 10:59 1524次阅读
    <b class='flag-5'>原子</b>力显微镜AFM测试与案例分享

    晶体管掺杂和导电离子问题原因分析

    双极性晶体管是利用两种离子导电,空穴和自由电子,但是对于一个实际存在的系统,整体上是呈现电中性的,当其中的电子或者空穴移动形成电流时,与之对应的空穴或者电子为什么不会一起随着移动? 这个问题困扰
    发表于 02-21 21:39

    三菱PLC模拟模块怎样调节

    三菱PLC模拟模块是一种用于测量和控制模拟信号的设备。它可以将模拟信号转换为数字信号,并通过PLC进行处理和控制。本文将详细介绍三菱PLC模拟模块的调节方法,包括信号输入、模块配置和参数设置
    的头像 发表于 02-05 14:56 3032次阅读

    表面活性剂在电池材料中的应用

    发展,纳米材料具有特殊的微观形貌及结构、嵌锂容量及能量密度高和循环寿命长等特点。然而纳米颗粒团聚和大小的控制, 电极材料与电解液接触面积小,电解液的缓蚀效果等问题的解决都需用到表面活性剂。
    的头像 发表于 01-10 09:40 1092次阅读
    <b class='flag-5'>表面活性</b>剂在电池材料中的应用