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物理与电子工程爱游戏官网余鹏教授团队在非晶合金催化领域取得新进展

时间:2023-11-22 点击数量:

近日, 物理与电子工程爱游戏官网研究生江俊颖,在郭小龙老师和余鹏教授的共同指导下,以重庆师范大学为第一单位在《Chemical Engineering Journal》(一区TOP,影响因子:15.1)上发表题为“Architecting the metal-nonmetal oxide layers for boosting the oxygen-evolving intrinsic activity of amorphous alloy”的研究论文。

发展电催化水分解制氢技术,是解决我国能源安全和环境问题的关键途径之一,也是支撑“碳中和”目标的重要载体。本研究基于国家“双碳”目标战略需求的背景,针对现有电解水制氢技术中的贵金属催化剂成本过高、高性能催化剂种类匮乏、粉末催化剂易脱落等实际问题,开展低成本非晶态块体催化剂的制备方法和工艺的研发,进一步阐明表面催化层性质调控机制和催化性能增强机理等关键科学问题,完成催化剂在电解水制氢技术中的应用研究,以实现结构-功能一体化、低成本、高性能的非晶态块体催化剂的研制。

本研究主要聚焦设计高性能、可自支撑的一体化析氧催化剂应用于电解水制氢技术。非晶合金具有长程无序、不饱和位点丰富和力学性能优异等特性,有望成为优异的结构-功能一体化的催化材料。本研究成功研发了带有表面氧化层的Ni-Fe-B-Si-P非晶块体催化剂。其表面的非金属含氧阴离子层,优化了非晶块体的表面性质和局部化学环境,缩短了在催化表面重构中Ni0?→?Ni2+?→?Ni3+?→?Ni4+的多步演化路径,降低了Ni-Fe-B-Si-P的催化能垒。相比无氧化层的Ni-Fe-B-Si-P,其电流密度增加了56倍,转移频率值增加了8倍。该研究实现了低成本非晶态块体催化剂的研制,初步揭示了爱游戏官网非晶块体的表面催化层的调控机制和催化性能增强机理。这项工作为非晶块体催化剂的合理设计和实际应用提供了有价值的路径。

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.147552


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