Small:非晶-结晶结构电解碱性水

近日,深圳大学刘琛助理教授报道了一种具有丰富氧缺陷和异质界面的非晶-结晶CrOx-Ni3N异质结构,通过理论预测和实验相结合,研究了其微观结构、电子调制和电催化活性的关系。

研究发现,由于晶态和非晶态结构的协同效应,界面处的电子发生了显著地耦合作用,降低了HER过程的动力学势垒,从而增强HER活性。此外,丰富的异质结界面和氧缺陷位点暴露出大量的活性中心,也使催化性能得到明显提升。

实验结构表明,非晶-结晶 CrOx-Ni3N异质结构催化剂在碱性条件下的催化性能能够与大多数非贵金属催化剂。构建的全解水装置能够实现500小时的稳定测试,并没有任何失效行为。同时,我们发现非晶-结晶 CrOx-Ni3N异质结构在HER 过程中仍能保持稳定结构,而在OER反应中,原位发生的结构重构有利于激活持久高效的催化活性。

这项工作为通过设计具有丰富氧缺陷位点和异质界面的非晶-结晶结构来优化催化活性提供了灵感,这种新颖的电极结构也可以应用于其他催化反应。

通讯作者:刘琛助理教授2017年毕业于香港城市大学,获物理与材料科学专业博士学位。 2018年加入深圳大学材料学院,任助理教授。现为深圳大学助理教授/特聘副研究员。长期从事固态锂/钠离子电池用固体电解质、可穿戴柔性储能器件、 高分子复合材料的功能化的研究。担任Rare Metals、 《材料研究与应用》等期刊青年编委。以第一作者/通讯作者在Angew. Chem. Int. EdNano EnergySmallChemical Engineering Journal等学术期刊发表论文30余篇。

第一作者:杨明阳于2020年毕业在澳门大学取得博士学位,目前为深圳大学在职博士后,其研究主要方向为纳米结构电极在电解水和二次电池等方面的研究。

论文信息:

Oxygen Vacancies and Interface Engineering on Amorphous/Crystalline CrOx-Ni3N Heterostructures toward High-Durability and Kinetically Accelerated Water Splitting

Mingyang Yang, Mengxuan Zhao, Ji Yuan, Junxuan Luo, Junjun Zhang, Zhouguang Lu, Dazhu Chen, Xianzhu Fu, Lei Wang, Chen Liu*

Small

DOI: 10.1002/smll.202106554

原文链接:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/smll.202106554