Small Methods:液氮淬火策略构建富缺陷钌酸钇析氧电催化剂

钌基烧绿石类的高温金属氧化物作为氧析出(OER)催化剂被广泛研究,有望替代IrO2成为PEM电解水装置的阳极催化材料。在此类氧化物中引入固有缺陷位点可以调节表面/界面微环境,改变电催化过程中的物理或化学吸附,从而增强电化学活性。但这类材料通常涉及到高温制备,具有较强的金属-氧键和自净化效应,如何在这类材料中引入大量的本征缺陷位点是提升其OER性能的关键问题。

基于此,北京化工大学王峰教授、张正平教授课题组使用了液氮淬火的传统材料处理工艺,在YRO中构造了大量的缺陷位点。

淬火过程涉及到瞬时急速冷却,根据材料平衡空位浓度与温度之间的关系,无氧环境中的急速冷却处理可将高温下的高浓度缺陷位点保存至室温,其中包括大量的氧空位、晶界、表面局部原子错排等,从而实现了这类高温氧化物纳米材料的缺陷构造。丰富的缺陷结构改变了Ru的电子结构,有效增加了电化学活性表面积,从而提高了其在催化酸性氧析出反应的活性和稳定性。

本研究工作得到了国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费等项目的资助

论文信息:

Quenching as a route to defect-rich Ru-pyrochlore electrocatalysts towards the oxygen evolution reaction

Tongtong Liu, Shaoxuan Yang, Jingyu Guan, Jin Niu, Zhengping Zhang*, Feng Wang*

Small Methods

DOI: 10.1002/smtd.202101156

原文链接:https://doi.org/10.1002/smtd.202101156